Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0443224B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0443224B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0443224B2
JPH0443224B2 JP59040283A JP4028384A JPH0443224B2 JP H0443224 B2 JPH0443224 B2 JP H0443224B2 JP 59040283 A JP59040283 A JP 59040283A JP 4028384 A JP4028384 A JP 4028384A JP H0443224 B2 JPH0443224 B2 JP H0443224B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
perfluoro
compound
perfluorinated
nonane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59040283A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59196431A (en
Inventor
Eru Atsukaaman Jeroomu
Shii Kuraaku Junia Rerando
Aaru Toomasu Suchiibun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHIRUDORENZU HOSUPITARU MEDEIKARU SENTAA
Original Assignee
CHIRUDORENZU HOSUPITARU MEDEIKARU SENTAA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHIRUDORENZU HOSUPITARU MEDEIKARU SENTAA filed Critical CHIRUDORENZU HOSUPITARU MEDEIKARU SENTAA
Publication of JPS59196431A publication Critical patent/JPS59196431A/en
Publication of JPH0443224B2 publication Critical patent/JPH0443224B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/4804Spatially selective measurement of temperature or pH
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/5601Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution involving use of a contrast agent for contrast manipulation, e.g. a paramagnetic, super-paramagnetic, ferromagnetic or hyperpolarised contrast agent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/24Nuclear magnetic resonance, electron spin resonance or other spin effects or mass spectrometry

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 核磁気共鳴(以後NMRと呼ぶ)は完全なまま
の生物学的系の研究および映像化に関して放射線
学における比較的最近の方法である。X線および
超音波法と同様にNMRは身体を検査するための
手段として用いられる非侵襲的な分析技術であ
る。しかし、X線と異なりNMRは被検者に対し
連続して用いることのできる非イオン化、非破壊
的方法である。更にNMR映像法はX線CAT走査
により供給される情報に匹敵しうる解剖学的情報
を提供することができる。超音波法と比較して、
現在知られているNMR技術から再構成された投
影像または映像の画質は超音波法によつて観察さ
れるものと対抗するか勝さつている。従つて、こ
れらのどちらかと言えば珍らしい高度に望ましい
特徴により、NMRは今日の生物学および医学団
体でこれまで使用された最も万能的かつ有用な診
断の道具の一つとなりうる可能性を具えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) is a relatively recent method in radiology for studying and imaging intact biological systems. Like X-ray and ultrasound methods, NMR is a non-invasive analytical technique used as a means to examine the body. However, unlike X-rays, NMR is a non-ionizing, non-destructive method that can be used continuously on subjects. Furthermore, NMR imaging can provide anatomical information that can be comparable to that provided by an X-ray CAT scan. Compared to ultrasound method,
The image quality of the reconstructed projections or images from currently known NMR techniques rivals or exceeds that observed by ultrasound methods. Therefore, these rather unusual and highly desirable features give NMR the potential to become one of the most versatile and useful diagnostic tools ever used in today's biological and medical communities. It is growing.

基本的には、NMRは磁気モーメントをもつ核
に磁場をかけたときに起こる過程である。もしそ
の後でスペクトルの高周波領域にある電磁放射線
印加すると、磁化された核は印加されたそれと類
似の周波数をもつ検出できる信号を発するであろ
う。
Basically, NMR is a process that occurs when a magnetic field is applied to a nucleus that has a magnetic moment. If electromagnetic radiation in the high frequency region of the spectrum is then applied, the magnetized nuclei will emit a detectable signal with a frequency similar to that applied.

更に詳しく言えば、NMRは多くの核がこのよ
うな核の角運動量から生ずる固有の磁気、あるい
はスピンをもつという事実に基づいている。棒磁
石と似てスピンの性質はこのような核の周りに磁
気双極子あるいは磁気モーメントを発生させる。
このようにして、二つの外部場が対象物に印加さ
れると、強い磁場はこのような核、例えば1/2と
称されるスピンをもつ核に対する双極子を、前記
磁場と平行または逆平行いずれかに整列させる。
これら二つの配向のうち平行な配列は核がより少
ないエネルギーを貯めるだけで済むので安定な、
あるいは優位の配向である。電磁放射線の正確な
振動数または量子をもつラジオ周波からなる第二
の印加された場に関しては、この場はこのような
核をより不安定な配向へ章動させる、あるいはフ
リツプさせるであろう。優位な平行のあるいは安
定な配向を再び確立させようとして、励起核は強
い場の大きさと名ばかりに比例した、しかしその
化学的環境と明確に特性を示した周波数で電磁ラ
ジオ波を発する。
More specifically, NMR is based on the fact that many nuclei have an inherent magnetism, or spin, resulting from the angular momentum of such nuclei. Similar to bar magnets, the nature of spin creates a magnetic dipole or moment around such a nucleus.
In this way, when two external fields are applied to an object, a strong magnetic field will cause a dipole for such a nucleus, e.g. Align it either way.
Of these two orientations, parallel alignment is more stable because the nucleus only needs to store less energy.
Or the dominant orientation. For a second applied field consisting of radio frequencies with the correct frequency or quantum of electromagnetic radiation, this field will nutate or flip such nuclei to a more unstable orientation. In an attempt to reestablish a dominant parallel or stable orientation, the excited nuclei emit electromagnetic radio waves at a frequency nominally proportional to the magnitude of the strong field, but clearly characteristic of its chemical environment.

従つて、NMR技術は少なくと二つの外部から
かけられた場にさらされたとき、このような核が
受ける過程の結果として、核から放出されたラジ
オ周波信号を検出するものである。もし第三の磁
場が勾配の形でかけられると、同じ磁気回転定数
をもつ核は対象物内の位置に依存して異なる周波
数、即ちラーマー周波数で章動するであろう。こ
のように対象物中の類似核は、次式fo=(γ)Ho
(式中、foはラーマー周波数であり、γは磁気回
転定数であり、Hoはかけられた磁場ある)によ
り示されるように、印加された磁気勾配に沿つて
特定の磁場の強さに応じたそれらのラーマー周波
数に従い、前記対象物中の個々の領域に対し別々
に検出できる。
Accordingly, NMR techniques detect radio frequency signals emitted by a nucleus as a result of the processes that such a nucleus undergoes when exposed to at least two externally applied fields. If a third magnetic field is applied in the form of a gradient, nuclei with the same gyromagnetic constant will nutate at different frequencies, ie the Larmor frequency, depending on their position within the object. In this way, similar nuclei in the object can be calculated using the following formula fo = (γ) Ho
(where fo is the Larmor frequency, γ is the gyromagnetic constant, and Ho is the applied magnetic field) depending on the strength of a particular magnetic field along the applied magnetic gradient. According to their Larmor frequencies, individual regions in the object can be detected separately.

都合の悪いことに、生体におけるNMRの応用
の有用性を制限する幾つかの因子がある。一般
に、NMRは磁気モーメントをもつ核が対象物中
に意味のある量で存在することを要求する低感度
の放射線学的な固有の属性なのである。従つて、
生体内のすべての核が現在のNMR技術により検
出できる程十分な量で存在しているわけではな
い。更に、生体内のすべての核が磁気モーメント
をもつとは限らない。生体内に見出される磁気モ
ーメントをもたない若干のありふれた同位体には
炭素−12、酸素−16および硫黄−32が含まれる。
このように、生体における現行のNMR応用は磁
気モーメントをもち現在のNMR技術の低感度を
克服するのに十分量で存在する核に限定される。
Unfortunately, there are several factors that limit the usefulness of NMR applications in living organisms. In general, NMR is a radiological characteristic of low sensitivity that requires the presence of meaningful quantities of nuclei with magnetic moments in the object. Therefore,
Not all nuclei in living organisms are present in sufficient quantities to be detected by current NMR techniques. Furthermore, not all nuclei in living organisms have magnetic moments. Some common isotopes without magnetic moments found in living organisms include carbon-12, oxygen-16, and sulfur-32.
Thus, current NMR applications in living organisms are limited to nuclei that have magnetic moments and are present in sufficient quantities to overcome the low sensitivity of current NMR techniques.

従来、生体へのNMRの応用はプロトン共鳴の
検出から導かれる関心領域内の水の分布を影像化
することあるいは検知することにほとんど例外な
く関係している。他の核は低い固有のNMR感度
をもつだけでなく、生物学的材料中にあまり豊富
にない。しかし、リン−31といつた他の核の使用
も考慮されて来ており、このものは生物学的流体
中の自然存在量が多いことから生体への応用にお
けるNMRの次の最良の選び抜かれた元素を代表
する。例えば、リン−31NMRは単に生体内の無
機リン酸塩共鳴の化学シフトを測定し、標準滴定
曲線からその化学シフトが一致するPHまたは
Mg++濃度を決定することにより、細胞内のPHお
よびMg++濃度を測定するための間接的手段を提
供することが見出されている。NMR.INから得
られる情報の型:ガジアン,デイー.ジー.
(Gadian,D.G.):Nuclear Magnetic
Resonance and Its Applications to Living
Systems、初版、オツクスフオード(oxford):
クラレンドン プレス(Clarendon Press)、23
〜42頁(1982);ムーン,アール.ビー(Moon,
R.B.)およリチヤード,ジエイ.エツチ
(Richards、J.H.):Determination of
Intracellular PH By 31P Magnetic
Resonance,J.Biological Chemistry,218
(20):7276〜7278(10月25日、1973)。更にまた、
ナトリウム−23を用いて生体内で145mMのナト
リウムを含む媒質で潅流した心臓を映像化するこ
とが行なわれた。都合の悪いことに、これら核の
低い共鳴周波数のため本来の感度が失なわれるの
でこれら核については困難を生ずる。ムーン,ア
ール.ビー.およびリチヤード,ジエイ.エツ
チ.:Determination of Intracellular PH By
31P Magnetic Resonance,J.Biological
Chemistry.218(20):7276〜7278(10月25日、
1973)。
Traditionally, applications of NMR in living organisms have almost exclusively involved imaging or sensing the distribution of water within a region of interest derived from the detection of proton resonances. Other nuclei not only have lower inherent NMR sensitivities but are also less abundant in biological materials. However, the use of other nuclei such as phosphorus-31 has been considered, and its high natural abundance in biological fluids makes it the next best choice after NMR for biological applications. represents the elements For example, phosphorus-31 NMR simply measures the chemical shift of the inorganic phosphate resonance in vivo, and from the standard titration curve the PH or
It has been found that determining Mg ++ concentration provides an indirect means of measuring intracellular PH and Mg ++ concentration. Type of information obtained from NMR.IN: Gazian, D. G.
(Gadian, DG): Nuclear Magnetic
Resonance and Its Applications to Living
Systems, first edition, oxford:
Clarendon Press, 23
~42 pages (1982); Moon, R. Bee (Moon,
RB) and Richard, J. Etsuchi (Richards, JH): Determination of
Intracellular PH By 31 P Magnetic
Resonance, J.Biological Chemistry, 218
(20):7276–7278 (October 25, 1973). Furthermore,
Sodium-23 was used to image a heart perfused with a medium containing 145 mM sodium in vivo. Unfortunately, difficulties arise with these nuclei because their low resonant frequencies result in a loss of inherent sensitivity. Moon, Earl. B. and Richard, J.A. Etsuchi. :Determination of Intracellular PH By
31 P Magnetic Resonance,J.Biological
Chemistry.218(20):7276-7278 (October 25,
1973).

NMR映像法に独特に適しているもう一つの安
定な元素はフツ素であるが、その理由はその固有
の感度がプロトンのそれを事実上同程度であり、
1/2のスピンをもち比較的複雑でないよく分解さ
れたスペクトルを与え、その天然同位体存在比が
100パーセントであり、それが大きい化学シフト
を与え、そしてその磁気回転定数がプロトンのそ
れと類似しているので同じ装置を使用できるから
である。都合の悪いことに、生体へのフツ素
NMRの応用は、生物学的系の研究に通常使用さ
れるNMR法により観察できるフツ素が生物学的
材料中に実際上存在しないので事実上行なわれな
い。しかし、ポジトロン エミツター フツ素−
18を用いて核医学法は関連情報がよく提供されて
おり、例えば、骨走査、フルオロデオキシグルコ
ースを用いる脳代謝および梗塞部研究および心筋
血流および代謝を含む。フツ素NMR映像法に関
しては、このような応用への若干の研究がなされ
ている。過フツ化炭化水素血液代用物と共に血管
系の不調の研究を含む示唆が提供されている、ホ
ランド,ジイー.エヌ(Holland,G.N.)等、19F
磁気共鳴映像法、J.Magnetic Resonance,28:
133〜136(1977)、および液体呼吸後の過フツ化炭
化水素の局在化/動力学を含む示唆も提出され
た。更にまた、心筋梗塞のNMR映像化のための
薬剤としてフツ素の可能性を調べる容器内でのイ
ヌの研究も実行された。上に引用した原理および
フツ素に向けられた研究がトーマス,エス.アー
ル(Thomas,S.R.)等:Nuclear Magnetic
Resonance Imaging Techniques Developed
Modestly Within a University Medical
Center Environment:What Can the Small
System Contribute at this Point ?
Magnetic Resonance Imaging,1(1):11〜21
(1981)で認められた。更に、動物以外の対象物
におけるNMR技術が、溶解酸素量を算出するた
めベンゼンまたはヘキサフルオロベンゼン溶液中
の酸素の磁気的感受性の決定について記述されて
いる。例えば、この方法は1気圧より高い酸素圧
に対し有機溶媒中の酸素含の遠隔制御に使用でき
るかもしれない。デルペツク,ジエイ.ジエイ.
(Delpuech,J.J.),ハンザ,エム.エイ.
(Hanza,M.A)およびセラトリス,ジイー
(Serratrice,G.):Determination of Oxygen
By a Nuclear Magnetic Resonance
Method,J.Magnetic Resonance,36:173〜
179(1979)。最後に、動物以外の対象物における
NMR技術に関して、酸素の溶解度(モル分率で
表す)は以前に報告されたヘキサフルオロベンゼ
ン中よりもフルオロアルカン中の方が高いことが
証明された。ハンザ,エム.エイ.等:
Fluorocarbons as Oxygen Carriers..An
NMR Study of Partially or Totally
Fluorinated Alkanes and Alkenes,J.
Magnetic Resonance,42:227〜241(1981)。
Another stable element that is uniquely suited for NMR imaging is fluorine because its inherent sensitivity is virtually comparable to that of protons.
It gives a relatively uncomplicated and well-resolved spectrum with 1/2 spin, and its natural isotope abundance ratio is
100 percent, because it gives a large chemical shift, and because its gyromagnetic constant is similar to that of protons, the same equipment can be used. Unfortunately, fluoride to living organisms
The application of NMR is virtually impractical since there is virtually no fluorine in biological materials that can be observed by NMR methods commonly used in the study of biological systems. However, the positron emitter is
Nuclear medicine methods using 18 are well provided with relevant information, including, for example, bone scanning, brain metabolism and infarct studies using fluorodeoxyglucose, and myocardial perfusion and metabolism. Regarding the fluorine-containing NMR imaging method, some research has been conducted into such applications. Suggestions are provided including the study of vascular disorders with fluorinated hydrocarbon blood substitutes, Holland, G.I. Holland, GN et al., 19 F.
Magnetic Resonance Imaging, J.Magnetic Resonance, 28:
133-136 (1977), and suggestions involving the localization/kinetics of perfluorinated hydrocarbons after liquid respiration were also submitted. Additionally, an in-vessel dog study was performed to investigate the potential of fluoride as an agent for NMR imaging of myocardial infarction. The principles cited above and research directed to fluorine elements are published in Thomas, S. Thomas, SR, etc.: Nuclear Magnetic
Resonance Imaging Techniques Developed
Modestly Within a University Medical
Center Environment: What Can the Small
System Contribute at this Point?
Magnetic Resonance Imaging, 1(1): 11-21
(1981). Additionally, NMR techniques in non-animal objects have been described for the determination of the magnetic susceptibility of oxygen in benzene or hexafluorobenzene solutions to calculate the amount of dissolved oxygen. For example, this method could be used for remote control of oxygen content in organic solvents for oxygen pressures greater than 1 atmosphere. Derpetsk, J. J.A.
(Delpuech, JJ), Hansa, M. A.
(Hanza, MA) and Serratrice, G.: Determination of Oxygen.
By a Nuclear Magnetic Resonance
Method, J. Magnetic Resonance, 36: 173~
179 (1979). Finally, in objects other than animals
Regarding NMR techniques, the solubility of oxygen (expressed in mole fraction) was demonstrated to be higher in fluoroalkanes than in hexafluorobenzene as previously reported. Hansa, M. A. etc:
Fluorocarbons as Oxygen Carriers. An
NMR Study of Partially or Totally
Fluorinated Alkanes and Alkenes, J.
Magnetic Resonance, 42:227–241 (1981).

NMR分光法による配座平衡および平衡の成立
に向けられた研究が、特にシクロヘキサンおよび
フルオロシクロヘキサン環について行なわれた。
このような応用においては、配座異性体の間の平
衡の位置および温度の関数としてこのような異性
体の平衡成立の速度の測定が決定された。しか
し、これらの研究は平衡および平衡速度を測定す
るため既知温度の利用に依存していた。ロバー
ツ,ジエイ.デイ.:Studies of
Conformational Equilibria and Equilibration
by Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy,Chemistry in Britain,2:529
〜535(1966);ホーマー,ジエイ.(Homer,J.)
およびトーマス,エル.エフ.(Thomas,L.
F.):Nuclear Magnetic Resonance Spectra
of Cyclic Fluorocarbon,Trans.Faraday
Soc.59:2431〜2443(1963)。更にまた、炭素−13
を実験室環境で動力学的温度計として使用できる
ことが示された。この特別な応用は検査系が一つ
の交換過程に相当する少なくとも二つの化学的に
交換する部位を含むことを必要とし、また炭素−
13が動力学的温度計として役立つために交換過程
を記述する動力学的パラメーターを決定する独立
した手段を含む必要がある。しかし、このような
応用は合体における温度測定に限られ、このよう
にして、連続した範囲にわたるのと反対に、各独
立した交換過程に対し唯一の温度でのみ働きう
る。更に、この方法は目盛定め技術として使用さ
れる。更にまた、この正確さは実用上重要である
とする程本来信頼性があるものではない。スター
ンヘル,エス.(Sternhell,S.):Kinetic 13C
NMR Thermometer,Texas A&M
University NMR Newsletter,No.285:21〜23
(1982年6月)。
Studies directed at conformational equilibrium and establishment of equilibrium by NMR spectroscopy have been carried out, particularly on cyclohexane and fluorocyclohexane rings.
In such applications, measurements of the position of equilibrium between conformers and the rate of equilibrium establishment of such isomers as a function of temperature have been determined. However, these studies relied on the use of known temperatures to measure equilibrium and equilibrium rates. Roberts, J. Day. :Studies of
Conformational Equilibria and Equilibration
by Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy, Chemistry in Britain, 2:529
~535 (1966); Homer, J. (Homer, J.)
and Thomas, L. F. (Thomas, L.
F.): Nuclear Magnetic Resonance Spectra
of Cyclic Fluorocarbon,Trans.Faraday
Soc.59:2431–2443 (1963). Furthermore, carbon-13
It was shown that it can be used as a kinetic thermometer in a laboratory environment. This particular application requires that the test system contain at least two chemically exchanged sites corresponding to one exchange process, and that the carbon-
In order for 13 to serve as a kinetic thermometer it is necessary to include an independent means of determining the kinetic parameters that describe the exchange process. However, such applications are limited to temperature measurements in coalescence and thus can only work at one temperature for each independent exchange process, as opposed to over a continuous range. Furthermore, this method is used as a calibration technique. Furthermore, this accuracy is not inherently reliable enough to be of any practical importance. Sternherr, S. (Sternhell, S.): Kinetic 13 C
NMR Thermometer, Texas A&M
University NMR Newsletter, No. 285: 21-23
(June 1982).

NMR分光計の温度調節装置を目盛定めをする
目的で液体試料のNMRスペクトルを用いて温度
が測定されて来た。NMRスペクトルの多くの特
徴、例えば化学シフトは、しばしば弱い温度依存
性を示し、温度の測定に使用できる。ボルネイ
ス,ジユニアー(Bornais,Jr.)およびブラウン
シユタイン,エス(Brownstein,S.):A Low
−Temperature Thermometer for 1H,19F,
and 13C,J.Magnetic Resonance,29:207〜
211(1978)。この特別な引用文献において、液体
試験試料のプロトンNMRスペクトルにおけるピ
ークの分離とスピン−スピン結合は温度が20.5℃
だけ変化するとそれぞれ1.75Hzおよび0.07Hzだけ
変化する。得られる最良のスペクトル分解能が10
から50Hzまたはそれより大きく、そして温度を1
℃か2℃またはもつと良い精度まで測定したい対
象物、例えば動物においては、このような温度測
定手段は適用できない。
Temperature has been measured using NMR spectra of liquid samples for the purpose of calibrating the temperature controllers of NMR spectrometers. Many features of NMR spectra, such as chemical shifts, often exhibit weak temperature dependence and can be used to measure temperature. Bornais, Jr. and Brownstein, S.: A Low
−Temperature Thermometer for 1 H, 19 F,
and 13 C, J. Magnetic Resonance, 29: 207~
211 (1978). In this particular citation, the separation of peaks and spin-spin coupling in proton NMR spectra of liquid test samples is observed at a temperature of 20.5 °C.
changes by 1.75Hz and 0.07Hz, respectively. The best spectral resolution obtained is 10
to 50Hz or greater, and the temperature to 1
Such temperature measurement means cannot be applied to objects that need to be measured to a degree of accuracy of 2°C or 2°C, such as animals.

動物における温度に関して、温度は動物の健康
状態に関して臨床医にとつて勝れた微候指示薬と
なることがよく知られている。例えば、温度にお
ける正常でない変動、例えば温度上昇は感染また
は高体温を反映し、一方降下は虚血または低体温
を表わすかもしれない。従つて、動物の温度を正
確に、安価に、そして信頼できる程に測定する必
要がある。従来、温度測定は一般に侵攻的な面倒
な技術からなり、そしてこれは信頼できる測定と
までは行かないことが多い。例えば、現在の技術
は侵入する針、電線、ケーブル、または関心領域
中に挿入しなければならない器具類からなる。こ
のような刺し通す手順は不都合にも被検者に化学
的、生物学的汚染を起こす可能性をもつている。
このように、温度を検知する器械を再使用するた
め伝達および腐蝕による汚染を防止するのに適切
な調製および滅菌手順が要求される。通常の技術
に本来そなわつているもう一つの欠点は貫通する
探針との連絡から経験される不快感と不便であ
る。従つて、これら通常の技術と精度と信頼度は
不利な妥協となりうる。きわめて繊細な構造に関
しては、その構造の完全性の犠性なしに温度を得
ることはできない。一般にその構造は損傷を受
け、位置を変え、あるいはその寸法が変化する。
用いた器具類を短絡させるもう一つの可能性があ
り、これが更にこの手順に対して経費と時間を追
加する。更にもう一つの欠点は器械がその信頼性
を妨げるかもしれない物理的および化学的極限に
さらされたときの器械自身の感受性である。最後
に、従来の技術はある対象物または動物における
連続した温度の場を測定できず、従つて、温度測
定を望む各時間毎に、または空間の各点毎に侵襲
的かつ面倒な手順を二重に行ない、あるいは同時
に多数の温度センサーを用いねばならない。
Regarding temperature in animals, it is well known that temperature is an excellent clinical indicator for clinicians regarding the health status of animals. For example, abnormal fluctuations in temperature, such as a rise in temperature, may reflect infection or hyperthermia, while a drop may indicate ischemia or hypothermia. Therefore, there is a need to accurately, inexpensively, and reliably measure the temperature of animals. Traditionally, temperature measurements have generally consisted of invasive and cumbersome techniques, which often result in less than reliable measurements. For example, current technology consists of penetrating needles, wires, cables, or instrumentation that must be inserted into the area of interest. Such piercing procedures unfortunately have the potential for chemical and biological contamination of the subject.
Thus, reuse of temperature sensing instruments requires proper preparation and sterilization procedures to prevent contamination by transmission and corrosion. Another drawback inherent in the conventional technique is the discomfort and inconvenience experienced from contact with the penetrating probe. Therefore, accuracy and reliability can be an unfavorable compromise with these conventional techniques. For extremely delicate structures, temperature cannot be obtained without sacrificing the integrity of the structure. Generally, the structure is damaged, displaced, or its dimensions changed.
There is another possibility of shorting out the instrumentation used, which further adds cost and time to the procedure. Yet another drawback is the instrument's own sensitivity when exposed to physical and chemical extremes that may impede its reliability. Finally, conventional techniques cannot measure a continuous temperature field in an object or animal, thus requiring two invasive and laborious procedures for each time or point in space at which temperature measurements are desired. This requires multiple temperature sensors or multiple temperature sensors to be used at the same time.

ある対象物または動物における温度測定の
NMR技術および各種方法の制約に向けられた上
記の簡単な概観および現在の知識の状態から、対
象物または動物の温度をより効果的に、そして有
利に検知し、測定し、そして連続的にモニターす
る改良法を提供する必要があることは明らかであ
る。
measurement of temperature in an object or animal
From the above brief overview and current state of knowledge directed to the limitations of NMR technology and various methods to more effectively and advantageously sense, measure and continuously monitor the temperature of objects or animals. It is clear that there is a need to provide improved methods to do this.

本発明は核磁気共鳴(NMR)技術を用いて対
象物の温度を検知する新規方法に向けられる。本
質的には、本新規方法は、対象物中に存在するか
または対象物と組み合わされた少なくとも一つの
配座異性体を有する化合物(この化合物は温度に
より影響を受ける)の元素から誘導される検出さ
れたラジオ周波信号を観測し、そして検出された
信号を対象物のまたはその内部の温度を検出する
手段として比較することにより対象物の温度を間
接的に検知するものである。配座異性体を有する
化合物の元素から導かれる検出された信号の線の
位置間の差、あるいは相互変換が起こる速度、あ
るいは線、即ちスペクトル線の強度は対象物にお
ける温度を検知するための明瞭なパラメーターを
提供する。更にまた、対象物における温度は、そ
の元素から導かれた検出信号から、緩和時間、例
えば、スピン−格子緩和時間T1またはスピン−
スピン緩和時間T2からも検知できる。ある対象
物における温度を検知するために更に利用しうる
他のパラメーターは配座異性体を有する化合物の
元素の検出信号から導かれるスピン−スピン結
合、あるいはそのスペクトルに四極子結合が現わ
れる環境にあるこのような化合物の場合には、そ
してもし調べる元素が四極子結合を示すことがで
きるならば四極子結合である。
The present invention is directed to a novel method of sensing the temperature of an object using nuclear magnetic resonance (NMR) technology. Essentially, the novel method is based on an element derived from a compound having at least one conformer present in the object or combined with the object, which compound is affected by temperature. The temperature of an object is indirectly detected by observing the detected radio frequency signal and comparing the detected signal as a means of detecting the temperature of or within the object. The difference between the positions of the lines of the detected signal derived from the elements of a compound with conformers, or the rate at which interconversion occurs, or the intensity of the lines, i.e. the spectral lines, is a distinct method for detecting the temperature in an object. parameters. Furthermore, the temperature in the object can be determined from the detection signal derived from the element by the relaxation time, e.g. spin-lattice relaxation time T 1 or spin-
It can also be detected from the spin relaxation time T 2 . Other parameters that can be used to detect the temperature in an object are the spin-spin coupling derived from the detected signal of the element of a compound with conformers, or the environment in which quadrupolar coupling appears in its spectrum. In the case of such compounds, and if the element investigated can exhibit quadrupolar bonding, it is quadrupolar bonding.

本法に対する一つの主な利点は温度を動物で検
知できることである。もう一つの主な利点は、本
発明原理に従つてNMR技術を利用することによ
り、温度を非侵襲的に、非破壊的にそして連続的
に検知できることである。本発明方法にとつて更
にもう一つの利点は、対象物または動物における
温度を一次元、二次元または三次元投影に映像化
できることである。
One major advantage to this method is that temperature can be detected in animals. Another major advantage is that by utilizing NMR techniques in accordance with the principles of the present invention, temperature can be sensed non-invasively, non-destructively and continuously. Yet another advantage of the method of the invention is that the temperature in the object or animal can be visualized in a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional projection.

それ故に、本発明の一つの目的は、対象物を
NMR分光計にかけ、化合物が温度により影響を
受ける少なくとも一つの配座異性体を有する対象
物中に存在する化合物あるいは対象物と組み合わ
された化合物の元素から導かれるラジオ周波信号
を検出し、前記の検出された信号を温度を検知す
る手段として比較することからなる、対象物の少
なくとも一つの温度を検知する方法を提供するこ
とである。同じ元素に対して検出された信号間の
差異、あるいはスペクトルの位置あるいは化学シ
フトは対象物の温度に対応する。更にまた、各配
座異性体の濃度または量を代表する各検出された
信号の強度もまた温度に対応する。更にまた、配
座異性体の間で相互転換が起こる速度も温度に対
応する。更にまた、スペクトルの位置あるいは化
学シフト、緩和時間、例えばT1またはT2、スピ
ン−スピン結合または四極子結合における差異も
前記対象物における温度を決定する他の手段を提
供する。化合物が温度によつて影響される配座異
性体を有する化合物の元素に対して、いつたんス
ペクトル位置あるいは化学シフト、緩和時間、ス
ピン−スピン結合または四極子結合が観察された
ならば、このような観察パラメーターを、対象物
における少なくとも一つの温度を決定するための
手段として、変化する既知温度の存在下に、元素
に対して決定され確立された標準のNMRスペク
トルあるいは化学シフト、緩和時間、スピン−ス
ピン結合または四極子結合と比較しうる。事実
上、温度は配座異性体間の交換速度あるいは平衡
定数、スペクトル線における差、ならびに緩和時
間、スピン−スピン結合および四極子結合の変化
から決定できる。
Therefore, one object of the present invention is to
The NMR spectrometer detects radio frequency signals derived from the elements of the compound present in the object or in combination with the object in which the compound has at least one conformer that is affected by temperature; It is an object of the present invention to provide a method for sensing the temperature of at least one object, which consists in comparing the detected signals as a means for sensing the temperature. The difference between the signals detected for the same element, or the spectral position or chemical shift, corresponds to the temperature of the object. Furthermore, the intensity of each detected signal, representative of the concentration or amount of each conformer, also corresponds to temperature. Furthermore, the rate at which interconversion occurs between conformers also depends on temperature. Furthermore, differences in spectral position or chemical shifts, relaxation times, e.g. T 1 or T 2 , spin-spin coupling or quadrupolar coupling provide other means of determining the temperature in the object. Once a spectral position or chemical shift, relaxation time, spin-spin coupling or quadrupolar coupling is observed for an element in a compound that has conformers that are influenced by temperature; A standard NMR spectrum determined and established for an element in the presence of a known varying temperature, or chemical shift, relaxation time, spin, as a means of determining at least one temperature in the object. - Comparable to spin or quadrupolar coupling. In effect, temperature can be determined from the exchange rates or equilibrium constants between conformers, differences in spectral lines, and changes in relaxation times, spin-spin and quadrupolar coupling.

本発明方法によれば、検出される元素はフツ素
であるが、これに限定はしない。検出される元素
がフツ素であるとき、過フツ化炭化水素化合物あ
るいはその何れかの誘導体、そして一層好ましく
はペルフルオロ環状炭化水素化合物を、配座異性
体を有する化合物から検出できる十分量のフツ素
を動物に与える手段として動物中に導入する。こ
のようなペルフルオロ環状炭化水素化合物の一例
はペルフルオロデカリンである。適当な過フツ化
炭化水素化合物を混入した人工血液組成物も使用
できる。
According to the method of the present invention, the element detected is fluorine, but is not limited to this. When the element to be detected is fluorine, a sufficient amount of fluorine is used to detect perfluorinated hydrocarbon compounds or any derivatives thereof, and more preferably perfluorocyclic hydrocarbon compounds, from compounds having conformational isomers. introduced into animals as a means of feeding them. An example of such a perfluorocyclic hydrocarbon compound is perfluorodecalin. Artificial blood compositions incorporating suitable perfluorinated hydrocarbon compounds can also be used.

更にまた、本発明は配座異性体を有し温度によ
り影響される対象物中に存在する化合物あるいは
対象物と組み合わされた化合物の元素から誘導さ
れる検出信号を更に処理することにより、対象物
の少なくとも一つの温度の少なくとも一つの投影
(次元)を提供すると同時にまた高分解能の二次
元空間マツプ(映像)を提供することに一部基づ
いている。検出された信号は一次元、二次元、ま
たは三次元温度映像を再構成するために更に使用
できる。映像は化学シフト、緩和時間、スピン−
スピン結合または四極子結合から導きうる。この
ようにして、本発明は生体内で動物に対し一次
元、二次元、または三次元熱マツプをつくり出す
ための非侵襲的、非破壊的方法を提供するもので
ある。更にまた、本発明によれば、動物以外の対
象物から同様な容量NMRサーモグラフイー像が
得られる。本発明方法の実施において、この新規
方法は、生体内で動物に対する熱的生理学的状態
をまたある対象物における熱的状態を連続的に測
定しかつモニターするために利用できる。
Furthermore, the present invention further processes detection signals derived from elements of a compound that has conformers and is affected by temperature or is combined with the target object, thereby detecting the target object. The method is based in part on providing at least one projection (dimension) of at least one temperature of the temperature while also providing a high resolution two-dimensional spatial map (image). The detected signals can be further used to reconstruct a one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional temperature image. The images show chemical shift, relaxation time, and spin.
It can be derived from spin coupling or quadrupolar coupling. Thus, the present invention provides a non-invasive, non-destructive method for creating one-, two-, or three-dimensional thermal maps in animals in vivo. Furthermore, according to the present invention, similar capacitive NMR thermographic images can be obtained from objects other than animals. In practicing the method of the invention, this novel method can be used to continuously measure and monitor the thermal physiological status of an animal or an object in vivo.

米国特許第4319190号および第4361807号明細書
は身体の化学シフトを映像化する方法を発表して
いることが本発明者等によりここに認められた。
しかし、たとえ化学シフトを映像化するこのよう
な方法が報告されたとはいえ、対象物または動物
内の温度を間接的に映像化するのにこのような方
法が独特に有効であることは未だ以前に知られて
いなかつた。更にまた、本発明に係るこのような
発見および他の利点ならびにここに記載されたそ
の利用の仕方は予期せざることであり容易に理解
できないことと考えられ、そしてこれらは下記の
詳細な記述から一層明白となろう。
It is hereby acknowledged by the inventors that US Pat.
However, even though such methods for imaging chemical shifts have been reported, it is still unclear that such methods are uniquely effective for indirectly imaging temperature within objects or animals. It was unknown to me. Furthermore, such discoveries and other advantages of the present invention and its uses described herein are believed to be unexpected and not readily apparent, and may be learned from the detailed description below. It will become even clearer.

現在のところ特に適した具体例においては、対
象物のあるいは対象物内の少なくとも一つの温度
を検知するため本発明に係る新規方法の実施は、
温度により影響された対象物における検出された
元素のNMRスペクトル検査を用いて対象物のま
たはその内部の温度を決定するものである。この
ような検査は、温度により影響された配座異性体
を有する化合物の元素に対するラジオ周波信号か
ら導かれたスペクトルの位置あるいは化学シフ
ト、緩和時間、例えばT1およびT2、スピン−ス
ピン結合および四極子結合から対象物の温度を決
定するものである。配座異性体とは、ある化合物
の分子またはイオンの部分または化学形の関連す
る一組の内部回転、屈曲、並進、あるいは会合し
た配列あるいは並列のいずれか、あるいは本発明
の詳細な記述中に記載されたNMRスペクトルに
おける交換の細幅化または他の効果を前記組の構
成員の間での交換または相互転換が起こすよう
に、結晶格子または他の同様な微視的環境におけ
る化合物の分子またはイオンの一組の関連した位
置配向、並進または他の配置のいずれかを意味す
る。本発明に係るNMR技術および原理による対
象物の温度測定は従来行なわれたことがない。本
質的には、本発明に係る新規方法は、スペクト
ル、即ち検出された元素の化学シフト、緩和時
間、スピン−スピン結合および四極子結合に及ぼ
すその効果によりある対象物における少なくとも
一つの温度を間接的に検知する。本発明の教示は
動物内の温度を測定するために更に動物へも適用
できる。
In a presently particularly suitable embodiment, the implementation of the novel method according to the invention for detecting at least one temperature of an object or in an object comprises:
NMR spectral examination of detected elements in a temperature-influenced object is used to determine the temperature of or within the object. Such tests include spectral positions or chemical shifts derived from radiofrequency signals for elements of a compound with temperature-influenced conformers, relaxation times, e.g. T 1 and T 2 , spin-spin coupling and The temperature of the object is determined from the quadrupolar coupling. Conformers are defined as a related set of internal rotations, bends, translations, or associated arrangements or juxtapositions of molecular or ionic moieties or chemical forms of a compound, or in the detailed description of the invention. molecules of the compound in a crystal lattice or other similar microscopic environment such that exchange or interconversion between members of said set causes exchange narrowing or other effects in the described NMR spectra. Refers to either a set of related positional orientations, translations or other arrangements of ions. Measuring the temperature of an object using the NMR technique and principle of the present invention has never been done before. Essentially, the novel method according to the invention indirectly determines at least one temperature in an object by its effect on the spectrum, i.e. the chemical shift, relaxation time, spin-spin coupling and quadrupolar coupling of the detected elements. Detect accurately. The teachings of the present invention can also be applied to animals to measure temperature within the animal.

化学シフトとは、用語解:カオフマン,エル.,
クルツクス,エル.イー.およびマーグリス,エ
イ.アール(Kaufman,L.,Crooks,L.E.and
Margulis,A.R.):Nuclear Magnetic
Resonance Imaging in Medicine,初版,ニユ
ーヨーク−東京:医学書院,233頁(1981年)に
定義されているように、ある核における磁場に対
して電子軌導運動がもつている遮蔽効果を指す。
それ故に化学シフトは印加された磁場に正比例
し、スペクトル上に幾分か移動したピークとして
観察される。化学シフトは更に外部磁場の強さと
検出されつつある選ばれた元素のところに生じた
局所磁場との間の差として定義できる。従つて、
スペクトル線、即ち共鳴の水平位置は観察された
核が存在する基の化学的実体によつて決定され
る。例えば、もしある化合物の構造中の元素が検
出されるならば、前記化合物の温度は、配座異性
体間の相互転換速度がHzで測つた配座異性体のス
ペクトル線の化学シフト分離よりはるかに小さく
なるように十分低く、その元素に対するスペクト
ル中の各共鳴の位置は化合物の特定の配座異性体
と相関するであろう。換言すれば、ある化合物の
検出元素をとりまく環境はその各配座異性体毎に
異なつている。従つて、スペクトル線の異なる水
平位置は検出されつつある元素に対して存在する
化学シフト反映し、その元素に対して予期しうる
ものである。配座異性体間の相互転換速度が十分
に低温での配座異性体のスペクトル線の化学シフ
トの分離よりはるかに大きくなる程化合物の温度
が十分に高い場合には、十分に高い温度における
その化合物のNMRスペクトルは、十分に低い温
度における化学シフトと十分に高い温度で存在す
る各配座異性体の量により決定されるスペクトル
線のスペクトル位置を有する唯1本の単一スペク
トル線を示すであろう。化合物の温度が高温と低
温の間で連続的に変化するにつれて、そのNMR
スペクトルは高温および低温極限スペクトル形の
間で相当する連続変化を示すであろう。この効果
は交換平均化あるいは交換細幅化として知られて
いる。本発明方法がNMRによる以前の温度測定
法にまさる利点は、配座異性体間の相互転換速度
が温度の非常に強い関数となりうるので、交換細
幅化を示す化合物の温度を変えることにより生ず
るスペクトル変化は交換細幅化が起こらない場合
に生ずるスペクトル変化より非常に大となりうる
ことである。交換細幅化を含まないスペクトル変
化はそのスペクトル分解能が典型的な化学試験の
試料におけるよりもずつと悪い対象物または動物
における温度測定に適用できないのに対し、交換
細幅化を示すスペクトル変化は対象物または動物
における温度を高い度合または精度まで測定する
のに使用できる。他のスペクトルの特徴、例えば
スピン−スピン結合、四極子結合および緩和時間
は、化合物が交換細幅化を受けるとき同様な挙動
を示し、同様に温度を検出するのに使用できる。
それ故に、本発明の原理によれば、ある化合物の
配座異性体形の間の相互転換は温度を特徴づける
ので、そのスペクトルは対象物における温度に対
応するであろうことは理解される筈である。
What is chemical shift? Glossary: Kaofman, L. ,
Kurtkus, L. E. and Margulis, A. Kaufman, L., Crooks, LEand
Margulis, AR): Nuclear Magnetic
As defined in Resonance Imaging in Medicine, 1st edition, New York-Tokyo: Igaku Shoin, p. 233 (1981), it refers to the shielding effect that electron orbital motion has on the magnetic field in a certain nucleus.
The chemical shift is therefore directly proportional to the applied magnetic field and is observed as a somewhat shifted peak on the spectrum. Chemical shift can further be defined as the difference between the strength of the external magnetic field and the local magnetic field created at the selected element being detected. Therefore,
The horizontal position of the spectral line or resonance is determined by the chemical identity of the group in which the observed nucleus resides. For example, if an element in the structure of a compound is detected, the temperature of said compound is such that the rate of interconversion between the conformers is much greater than the chemical shift separation of the spectral lines of the conformers measured in Hz. low enough that the position of each resonance in the spectrum for that element will be correlated with a particular conformer of the compound. In other words, the environment surrounding the detected element of a certain compound is different for each conformational isomer. Therefore, the different horizontal positions of the spectral lines reflect the chemical shifts that exist for the element being detected and are expected for that element. If the temperature of the compound is sufficiently high that the rate of interconversion between the conformers is much greater than the separation of the chemical shifts of the spectral lines of the conformers at sufficiently low temperatures, then the The NMR spectrum of a compound exhibits only one single spectral line with the spectral position of the spectral line determined by the chemical shift at a sufficiently low temperature and the amount of each conformer present at a sufficiently high temperature. Probably. As the temperature of a compound changes continuously between high and low temperatures, its NMR
The spectra will show corresponding continuous changes between the high and low temperature extreme spectral shapes. This effect is known as exchange averaging or exchange narrowing. The advantage of the present method over previous thermometry methods by NMR is that the rate of interconversion between conformers can be a very strong function of temperature, resulting from varying the temperature of compounds exhibiting exchange narrowing. The spectral change can be much larger than the spectral change that would occur if exchange narrowing did not occur. Spectral changes that do not include exchange narrowing are not applicable to temperature measurements in objects or animals whose spectral resolution is stepwise worse than in typical chemical test samples, whereas spectral changes that exhibit exchange narrowing are It can be used to measure the temperature in an object or animal to a high degree or accuracy. Other spectral features, such as spin-spin coupling, quadrupole coupling and relaxation time, exhibit similar behavior when compounds undergo exchange narrowing and can be used to detect temperature as well.
Therefore, according to the principles of the present invention, it should be understood that the spectrum will correspond to the temperature in the object since the interconversion between the conformational forms of a compound characterizes the temperature. be.

更にまた、配座異性体の各々の相対量は温度と
相関するので、交換細幅化が起こらない程十分低
い温度における各配座異性体のスペクトル線の相
対強度は温度を特徴づけるであろう。更にまた、
交換細幅化が起こる程十分に高い温度において配
座異性体を有する化合物のスペクトル位置は各配
座異性体の相対量と相関するので、その化合物の
スペクトル位置は温度を特徴づけるであろう。こ
れら二つの効果は、普通的気体定数Rで割つた配
座異性体間の熱力学的ギブス自由エネルギー差
ΔGが絶対温度Tに大きさが匹敵するとき、強い
かつ有用な温度依存性をもつであろう。
Furthermore, since the relative abundance of each conformer is correlated with temperature, the relative intensities of the spectral lines of each conformer at temperatures low enough that exchange narrowing does not occur will characterize the temperature. . Furthermore,
The spectral position of a compound that has conformers at temperatures high enough for exchange narrowing to occur will be correlated with the relative amounts of each conformer, so that the spectral position of the compound will characterize the temperature. These two effects have a strong and useful temperature dependence when the thermodynamic Gibbs free energy difference ΔG between the conformers divided by the common gas constant R is comparable in magnitude to the absolute temperature T. Probably.

少なくとも一つの配座異性体を有する化合物の
検出された元素に対して、いつたんスペクトル、
例えば化学シフトが観察されたならば、その化合
物と組み合された対象物の温度は(1)異性体の相互
転換あるいは交換が起こる速度の一尺度としての
スペクトル線、(2)各異性体のスペクトル線の強
度、即ち量、および(3)スペクトルから決定される
直接の温度の反映としての各異性体に対する水平
に位置したスペクトル線の間の距離から決定しう
るがこれだけとは限らない。すべての三つのパラ
メーターに関する温度依存関係にもかかわらず、
すべての三つの方法からの温度の決定は、少なく
とも一つの配座異性体を有する化合物が異なる温
度で独特に相互転換するという原理から導かれ
る。配座異性体は相互転換するので、異性体の相
互転換が起こる速度、各異性体に対するスペクト
ル線間の距離、ならびにその強度、あるいは各異
性体の量はすべて温度に依存する。それ故に、本
発明の原理によれば、配送異性体の一つの元素を
とり巻く環境から導かれる遮蔽の影響が異なるの
で、また配座異性体間の交換速度は対象物におけ
る温度に対応するので、スペクトル線の水平位置
の間の距離ならびに各異性体のスペクトル線の相
対強度、あるいは量もまた温度に対応することが
理解される筈である。従つて、配送異性体を有す
る化合物の元素に対するスペクトルあるいは化学
シフトの測定は、少なくとも三つの方法で対象物
あるいは動物における決定された温度を与える。
For detected elements of a compound having at least one conformer, once a spectrum,
For example, if a chemical shift is observed, the temperature of the object in combination with the compound is determined by (1) the spectral line as a measure of the rate at which the interconversion or exchange of isomers occurs; (2) the temperature of the object in combination with the compound; It can be determined, but is not limited to, the intensity, or amount, of the spectral lines; and (3) the distance between horizontally located spectral lines for each isomer as a reflection of the direct temperature determined from the spectrum. Despite the temperature dependence for all three parameters,
The determination of temperatures from all three methods is derived from the principle that compounds with at least one conformer interconvert uniquely at different temperatures. Because conformers interconvert, the rate at which interconversion of isomers occurs, the distance between the spectral lines for each isomer, and its intensity, or amount of each isomer, all depend on temperature. Therefore, according to the principles of the present invention, the shielding effects derived from the environment surrounding one element of the delivery isomers are different, and the rate of exchange between the conformers corresponds to the temperature in the object. It should be understood that the distance between the horizontal positions of the spectral lines as well as the relative intensities, or amounts, of the spectral lines of each isomer also correspond to temperature. Therefore, measurement of the spectra or chemical shifts for elements of a compound with delivery isomers provides a determined temperature in an object or animal in at least three ways.

従つて、対象物あるいは動物における温度を測
定するには、異性体間の交換速度、異性体の強
度、あるいは量、および各異性体に対する水平線
位置間の距離(これらはすべて温度を象微する)
を測る数学的計算を実行する。異性体間の交換速
度によつて温度を決定する場合には、交換速度
k、あるいは相互転換の数/秒を、ppm(百万部
当りの部数)とは反対に、Hzで表わした化学シフ
ト差δで比較しなければならない。kがδよりず
つと大きいときは、濃度−秤量平均シフト値のと
ころに水平に位置した唯1本の単一線が観察され
る。kがδよりずつと小さいときは、各配座異性
体に対するそれぞれの値のところに水平に位置し
た独立線がみられる。このため、交換あるいは相
互転換の速度は温度の反映であるスペクトルに対
し直接関係する。低い交換速度あるいは低い温度
から出発して高い温度に伴ない速度を増すと、独
立したスペクトル線は互に相手に向かつて移動
し、広幅化し、そして最後には合体して高い交換
速度のところに単一の鋭い線を生ずる。本発明の
教示を利用してkを決定する数学的計算の1例は
合体の遅い交換側に関する。このようにして、線
の分離は、例えば次式: (式中、δはHzで表わした線の分離に等しく、δ0
は低速度極限におけるHzで表わした線の分離に等
しい)により決定できる。上の式は説明を目的と
したものであり、本発明の原理に従つて満足され
る幾つかの限られた状況に適用できる。このよう
にして、もし本発明方法に従つたNMR技術によ
り対象物における化合物に対してδが決定されそ
してδ0がその化合物に対してわかつているなら
ば、その化合物に対する交換速度kを決定でき
る。いつたん決定されたならば、その化合物に対
する交換速度hを、例えば既知温度に対応する特
定の化合物に対してあらかじめ決定された交換速
度と比較することができ、あるいは対象物におけ
る温度を検知するために、交換速度kに一致する
既知温度に対してNMR装置を目盛定めすること
ができる。理想的には、本発明の目的は、小さい
温度変化を測定しようとするとき、遅い交換側に
あるがしかし合体に近い化合物の元素を検出する
ことにある。更にまた、動物における温度を測定
するとき、その化合物は生理学的温度において遅
い交換速度にあることが好ましい。換言すれば、
このような化合物は一般に、比較的小さい温度変
化があるときに、容易に見分けられる、よく分解
されたスペクトルシフトが通常観察される「高感
度」化合物であるべきである。
Therefore, to measure the temperature in an object or animal, one must determine the rate of exchange between the isomers, the strength or amount of the isomers, and the distance between the horizontal positions for each isomer (all of which simulate temperature).
Perform mathematical calculations to measure. When determining the temperature by the exchange rate between isomers, the exchange rate k, or number of interconversions/second, is determined by the chemical shift in Hz, as opposed to ppm (parts per million). Must be compared based on the difference δ. When k is larger than δ, only one single horizontal line is observed at the concentration-basis mean shift value. When k is smaller than δ, horizontal independent lines are seen at each value for each conformer. Therefore, the rate of exchange or interconversion is directly related to the spectrum, which is a reflection of temperature. Starting from a low exchange rate or temperature and increasing the rate with higher temperature, the independent spectral lines move towards each other, become wider, and finally coalesce at the high exchange rate. Produces a single sharp line. One example of a mathematical calculation for determining k using the teachings of the present invention concerns the slow exchange side of coalescence. In this way, the line separation can be done, for example, by: (where δ is equal to the line separation in Hz and δ 0
is equal to the separation of the lines in Hz in the low speed limit). The above equations are for illustrative purposes and are applicable to some limited situations that are satisfied in accordance with the principles of the present invention. In this way, if δ is determined for a compound in the object by NMR techniques according to the method of the invention and δ 0 is known for that compound, then the exchange rate k for that compound can be determined. . Once determined, the exchange rate h for that compound can be compared to a predetermined exchange rate for a particular compound corresponding to a known temperature, for example, or to detect the temperature at the object. The NMR apparatus can then be calibrated to a known temperature that corresponds to the exchange rate k. Ideally, the aim of the invention is to detect elements of compounds that are on the slow exchange side but close to coalescence when trying to measure small temperature changes. Furthermore, when measuring temperature in an animal, it is preferred that the compound is at a slow exchange rate at physiological temperature. In other words,
Such compounds should generally be "sensitive" compounds in which readily discernible, well-resolved spectral shifts are usually observed when there are relatively small temperature changes.

もしスペクトルから導かれたスペクトル線強度
から温度を決定しようとするのであれば、数学的
計算も実行できる。スペクトル線の下の全面積、
あるいは線の積分は検出される特定の異性体の核
の数に比例する。従つて、各スペクトル線の強度
は特別な温度で存在する特別な形にある化合物の
各異性体の量に一致する。それ故に、交換速度と
同様、スペクトル線の強度、更に詳しく言えば、
スペクトル線の平均強度は各化合物に対し独特に
特微的な温度を代表する。本発明の教示に従つて
使用できる、交換速度のものと同様な数学的計算
の1例は配座異性体間の平衡定数K、あるいは比
を決定するもので、 平衡定数K=CB/CA=線Bの強度/線Aの強度 (スペクトルから測定) (式中、CAおよびCBはそれぞれAおよびBの形
にある異性体の濃度である)により示される。各
異性体の濃度は、当然のことながら、温度を代表
する元素から検出されたスペクトル線の強度から
得られる。ある対象物における温度を測定するた
めこの技術の使用、即ち線強度の測定は、交換速
度法に利用した技術と類似の感度を与える。更
に、交換速度法の場合のように、平衡定数K、あ
るいは比の方法は特別な温度で個別の化合物に対
し独特に特微的である。更にまた、遅い交換限界
にある化合物、あるいは高感度化合物は生理学的
温度において一般に特に適当である。しかし、線
強度は装置に対する種々なセツテイングを変化さ
せると変ることがあり、そして実験条件、例えば
パルス速度および試料の特性、例えば考慮下のス
ペクトル線と関連した緩和時間により影響される
であろう。このようにして、交換速度法による温
度測定は一層正確のようであり、それ故に特に好
ましい方法である。
Mathematical calculations can also be performed if the temperature is to be determined from the spectral line intensities derived from the spectrum. total area under the spectral line,
Alternatively, the line integral is proportional to the number of nuclei of a particular isomer detected. The intensity of each spectral line therefore corresponds to the amount of each isomer of the compound in a particular form existing at a particular temperature. Therefore, the intensity of the spectral lines as well as the exchange rate, and more specifically,
The average intensity of the spectral lines represents a uniquely characteristic temperature for each compound. One example of a mathematical calculation similar to that of exchange rates that can be used in accordance with the teachings of the present invention is to determine the equilibrium constant K, or ratio, between conformers: equilibrium constant K = C B /C A = intensity of line B/intensity of line A (determined from the spectrum) where C A and C B are the concentrations of the isomers in form A and B, respectively. The concentration of each isomer is, of course, obtained from the intensity of the spectral lines detected from the element representative of the temperature. The use of this technique to measure the temperature in an object, i.e., the measurement of line intensity, provides a similar sensitivity to the technique utilized in the exchange rate method. Furthermore, as in the exchange rate method, the equilibrium constant K, or ratio method, is uniquely specific to individual compounds at particular temperatures. Furthermore, compounds in the slow exchange limit or highly sensitive compounds are generally particularly suitable at physiological temperatures. However, line intensities may vary with varying settings on the apparatus, and will be influenced by experimental conditions, such as pulse rate and sample properties, such as relaxation times associated with the spectral lines under consideration. In this way, temperature measurement by the exchange rate method appears to be more accurate and is therefore a particularly preferred method.

もしそのように望むならば、平衡定数K、ある
いは比を確定してから、更に計算を行なつて存在
する異性体間のエンタルピー差ΔHを決定するの
であり、これは次式 dK/K/dT=dlnK/dT=ΔH/RT2 (式中、ΔHはある特別な温度において二つの配
座異性体を有する化合物に相当する)により示さ
れる。
If this is desired, the equilibrium constant K or ratio is established and further calculations are made to determine the enthalpy difference ΔH between the isomers present, which is expressed by the following formula: dK/K/dT =dlnK/dT=ΔH/RT 2 (where ΔH corresponds to a compound having two conformers at a particular temperature).

スペクトル線位置法に関しては、配座異性体を
有する化合物の検出された元素に対していつたん
スペクトルが得られたならば、各異性体に対する
水平線位置の差は温度の象徴である。従つて、温
度が変化するにつれて、温度を独特に特徴づける
化合物の異性体に対する水平線の位置が変わる。
しかし、線位置法は異性体交換速度の反映である
ことを理解されたい。
Regarding the spectral line position method, once a spectrum has been obtained for a detected element of a compound with conformers, the difference in horizontal line position for each isomer is representative of temperature. Thus, as the temperature changes, the position of the horizontal line for the isomer of the compound that uniquely characterizes the temperature changes.
However, it should be understood that the linear position method is a reflection of the isomer exchange rate.

温度を測定するためのスピン−スピン結合の使
用は、一つの共鳴を一群のスペクトル線に分裂さ
せる効果を含む。この現象は分子中の磁化された
他の核により生ずる。事実上、これら内部の磁化
された核は、装置の印加された強い磁場により少
数の別個の方法で配列し、それにより、観察され
る核の単一の値とは対照的に磁場の幾つかの分離
した間隔の接近した値を生ずる。従つて、スペク
トル線に摂動が観察される。この摂動の数は分裂
を起こさせる与えられた型の核の数およびそれら
の特性により決まる。線間の間隔、即ち結合の大
きさは観察下の核の特性、分裂を起こさせる核、
および分子中の電子の特性に依存する。更に、こ
の効果は相互作用する核の間の結合の型と数によ
り左右される。例えば、単一ピークとは対照的に
一対の間隔をおいた線、あるいは二重線が観察さ
れるとき、そのスペクトル線は2本に分裂してし
まつている。温度を測定するには、化学シフトの
場合に用いたのと類似の技術、例えば結合に及ぼ
す平均化効果あるいは結合の位置の差を測定する
方法を利用する。このような技術は、化学シフト
から決定する技術と似て、少なくとも一つの配座
異性体を有する化合物が異なる温度で独特に相互
転換するという原理から導かれる。しかし、この
手順は温度を正確に測定する手段として実施がよ
り困難であり、それ故に上記の交換速度法の使用
が特に適当であろう。
The use of spin-spin coupling to measure temperature involves the effect of splitting one resonance into a group of spectral lines. This phenomenon is caused by other magnetized nuclei in the molecule. In effect, these internal magnetized nuclei align in a small number of distinct ways due to the strong applied magnetic field of the device, thereby making several of the magnetic fields as opposed to a single value of the observed nuclei. yields closely spaced values of . Therefore, perturbations in the spectral lines are observed. The number of this perturbation depends on the number of nuclei of a given type undergoing fission and their properties. The spacing between the lines, i.e. the size of the bond, is a property of the nucleus under observation, the nucleus that causes fission,
and depends on the properties of the electrons in the molecule. Furthermore, this effect depends on the type and number of bonds between the interacting nuclei. For example, when a pair of spaced lines, or a doublet, is observed as opposed to a single peak, the spectral line has been split into two. To measure temperature, techniques similar to those used for chemical shifts are used, such as measuring the averaging effect on the bonds or the differences in the positions of the bonds. Such techniques, similar to techniques determined from chemical shifts, are derived from the principle that compounds having at least one conformational isomer interconvert uniquely at different temperatures. However, this procedure is more difficult to implement as a means of accurately measuring temperature, and therefore the use of the exchange rate method described above may be particularly suitable.

温度は緩和時間によつても決定しうる。二つの
最も普通の緩和時間はT1、あるいはスピン−格
子緩和時間とT2、あるいはスピン−スピン緩和
時間を指す。配座異性体を有する化合物の元素の
各共鳴はこれら緩和時間のそれ自身の特定の値を
もつが、多重線、あるいはスピン−スピン結合効
果の個々の成分は緩和特性において殆ど同一であ
る傾向をもつ。緩和速度は緩和時間の逆数であ
る。T1は核が装置の磁場と整列する速度、ある
いは核スピンが熱平衡(これは化合物に対する熱
あるいは平衡に関連しない)を再び成立する速度
の尺度である。特定的には、核の磁化Mは指数関
数的に究極の、あるいは平衡の値に近づくのが普
通である。従つて、T1は 〔M(t)−M(t=0)〕=e-t/T1 時間tに 究極のM おいてM により示される指数関数の時定数である。実験的
にT1は核がエネルギーを吸収または放出しうる
速度を決定する。連続波の手順では、これは飽和
による信号消失なしに使用しうる最大ラジオ周波
パワーを決定する。パルスをかける、あるいは
FT(フーリエ変換)実験では、パルスをかけうる
最大高速度を決定する。
Temperature can also be determined by relaxation time. The two most common relaxation times are T 1 , or spin-lattice relaxation time, and T 2 , or spin-spin relaxation time. Although each resonance of an element in a compound with conformers has its own particular value of these relaxation times, the individual components of the multiplet, or spin-spin coupling effect, tend to be nearly identical in their relaxation properties. Motsu. Relaxation rate is the reciprocal of relaxation time. T 1 is a measure of the rate at which the nuclei align with the magnetic field of the device, or the rate at which the nuclear spins reestablish thermal equilibrium (which is not related to heat or equilibrium for the compound). Specifically, the magnetization M of the nucleus typically approaches its ultimate or equilibrium value exponentially. Therefore, T 1 is the time constant of the exponential function denoted by M in the ultimate M at time t . Experimentally, T 1 determines the rate at which the nucleus can absorb or release energy. For continuous wave procedures, this determines the maximum radio frequency power that can be used without signal loss due to saturation. pulse or
The FT (Fourier Transform) experiment determines the maximum high speed at which pulses can be applied.

T2はスペクトルにおける共鳴線の幅の尺度で
あり、特別な線形との関連において意味をもつだ
けである。例えば、もし線がローレンツ形:y=
1/1+X2の関数形をもつならば、T2= 1/π(最高の高さの半分のところの線幅)しかし、 もし線が異なる形状をもつならば、異なる定義を
使わねばならない。実験的には、1/T2は線幅
の尺度である。パルスをかけた実験において、
T2は自由誘導減衰(FID)が次第に静まるのに
要する時間の尺度である。この場合にもまた、も
し線がローレンツ形をとるならば、FIDエンベロ
ープは指数関数的であり、T2は時定数である。
T 2 is a measure of the width of a resonance line in the spectrum and only has meaning in the context of a particular lineament. For example, if the line is Lorentzian: y=
If it has a functional form of 1/1 + Experimentally, 1/T 2 is a measure of line width. In an experiment where a pulse was applied,
T 2 is a measure of the time required for the free induction decay (FID) to gradually subside. Again, if the line has a Lorentzian shape, the FID envelope is exponential and T 2 is a time constant.

実際上、NMRスペクトルはRFパルス、即ち
90゜パルスまたはもつと短いパルスを望むままに
かけることによりFIDを得るため感度を最も効果
的にし、取り込み、そしてこれら信号を信号平均
化し、そしてこれらをフーリエ変換してスペクト
ルを得ることにより得られる。T1は反転回復に
より測定できる:180゜パルス、遅延時間、90゜パ
ルスFID取り込み。信号の大きさはT1を得るた
め遅延時間の実験的関数に適合させる。T2はス
ピン−エコー技術により測定できる:90゜パルス、
遅延、180゜パルス、同じ遅延、信号取り込み。信
号の大きさはT2を得るため遅延時間の指数関数
に合わせる。これら手順の多くの変更が発表され
ていて、ここで本発明の原理に従い使用できる。
もし温度を緩和時間から決定しようとするのであ
れば、例えばT1における差、核が再配列する、
あるいは熱平衡を再成立する速度、あるいはT2
FIDの減衰速度を温度の関数として測定しうる。
ここに記述した方法は、対象物における温度を映
像化するように再構成することができる。このよ
うに、緩和時間の変化は適用できる温度範囲にわ
たりある化合物から温度を決定するために独特に
特徴的である。
In practice, the NMR spectrum consists of RF pulses, i.e.
FID can be obtained by applying 90° pulses or shorter pulses as desired to obtain the most effective sensitivity, capture these signals, average these signals, and Fourier transform them to obtain a spectrum. . T 1 can be measured by inversion recovery: 180° pulse, time delay, 90° pulse FID acquisition. The signal magnitude is fit to an experimental function of the delay time to obtain T 1 . T 2 can be measured by spin-echo technique: 90° pulse,
Delay, 180° pulse, same delay, signal acquisition. The magnitude of the signal is adjusted to an exponential function of the delay time to obtain T 2 . Many variations of these procedures have been published and can be used herein in accordance with the principles of the present invention.
If we are trying to determine temperature from relaxation times, for example the difference in T 1 , the nuclei rearrange,
or the rate at which thermal equilibrium is reestablished, or T 2 ,
The rate of decay of the FID can be measured as a function of temperature.
The method described herein can be reconfigured to image the temperature at an object. Thus, the change in relaxation time is uniquely characteristic for determining temperature from a given compound over the applicable temperature range.

従つて、本発明の最も広い面は、NMR技術を
利用して対象物の少なくとも突一つの温度を間接
的に検知する新規かつ改良された方法を提供する
ことにある。更に詳しく言えば、本法は、温度を
決定するために対象物の少なくとも一つの温度に
より影響される対象物における配座異性体を有す
る化合物の検出された元素に対して、化学シフ
ト、緩和時間、スピン−スピン結合および四極子
結合を測定するようにNMRスペクトルを得るも
のである。もう一つの広い具体例においては、本
発明は、その原理および教示に従つて、動物の温
度を検知するために使用できる。更にもう一つの
広い具体例において、本発明は交換速度k、平衡
定数K、スペクトル線の水平位置における差、緩
和時間、例えばT1およびT2における差、スピン
−スピン結合における差、および四極子結合にお
ける差から温度を決定できる。更にもう一つの広
い具体例においては、本発明は化学シフト、緩和
時間、例えばT1またはT2、スピン−スピン結合
または四極子結合から、対象物の熱的状態を検知
し、モニターする手段として、あるいは動物の熱
的、生理学的状態を検知しかつモニターする手段
として対象物あるいは動物の少なくとも一つの温
度を映像化できる。更にもう一つの広い具体例に
おいて、本発明は本明細書中で定義した固体、あ
るいは液体における温度を検知し映像化するため
に使用できる。本発明方法が他に類を見ないの
は、それが対象物あるいは動物に対して非侵襲
的、非破壊的、そして非イオン化性であるためで
ある。更に、本発明は上記の測定あるいは結果を
得るために連続的に使用できる。本発明の原理に
従つて対象物の少なくとも一つの温度を検知する
新規方法は、前記対象物をNMR分光計にかけ、
化合物が温度により影響される少なくと一つの配
座異性体を有する化合物の元素から誘導されたス
ペクトルパターン中にラジオ周波信号を検出し、
そしてこの信号を少なくとも一つの温度を検知す
るように比較することからなる。元素に対して検
出された信号は化合物の配座異性体を代表するス
ペクトル位置あるいは化学シフトに相当する。化
学シフトあるいはスペクトル位置に関して言え
ば、スペクトル位置間の差は、その温度を代表す
る配座異性体間の化学交換速度kに一致する。更
に、スペクトル位置間の差はそれ自身で前記温度
を代表している。更にまた、スペクトル線の強度
も適当な条件下での前記温度を代表する。遮蔽の
影響は各異性体形で相異するので、検出された元
素に対しスペクトル位置あるいは化学シフトに対
応して異なる信号が検出される。それ故に、交換
速度k、平衡定数K、水平線位置における差なら
びに緩和時間における差、四極子結合およびスピ
ン−スピン結合は、対象物の少なくとも一つの温
度に相当するように解釈できる。本発明方法の原
理に従つて温度を検知するための最も適当な方法
は交換速度k法である。
Accordingly, the broadest aspect of the present invention is to provide a new and improved method of indirectly sensing the temperature of at least one object using NMR techniques. More specifically, the method uses chemical shifts, relaxation times, and chemical shifts for detected elements of a compound having conformers in an object that are influenced by at least one temperature of the object to determine the temperature. , to obtain NMR spectra to measure spin-spin coupling and quadrupolar coupling. In another broad embodiment, the present invention, in accordance with its principles and teachings, can be used to sense the temperature of an animal. In yet another broad embodiment, the invention describes the exchange rate k, the equilibrium constant K, the difference in the horizontal position of the spectral lines, the difference in relaxation times, e.g. T 1 and T 2 , the difference in spin-spin coupling, and the quadrupole The temperature can be determined from the difference in bonding. In yet another broad embodiment, the invention provides a means for sensing and monitoring the thermal state of an object from chemical shifts, relaxation times, e.g. T 1 or T 2 , spin-spin coupling or quadrupolar coupling. Alternatively, the temperature of at least one object or animal can be imaged as a means of sensing and monitoring the thermal and physiological state of the animal. In yet another broad embodiment, the invention can be used to sense and image temperature in solids or liquids as defined herein. The method of the present invention is unique because it is non-invasive, non-destructive, and non-ionizing to the object or animal. Furthermore, the present invention can be used continuously to obtain the above measurements or results. A novel method of sensing the temperature of at least one object in accordance with the principles of the present invention comprises subjecting said object to an NMR spectrometer;
detecting a radio frequency signal in a spectral pattern derived from an element of the compound in which the compound has at least one conformer that is affected by temperature;
and comparing this signal to detect at least one temperature. The signals detected for an element correspond to spectral positions or chemical shifts representative of conformational isomers of the compound. In terms of chemical shifts or spectral positions, the difference between spectral positions corresponds to the chemical exchange rate k between the conformers representative of that temperature. Moreover, the difference between spectral positions is itself representative of said temperature. Furthermore, the intensity of the spectral lines is also representative of said temperature under appropriate conditions. Since the effect of shielding is different for each isomeric form, different signals are detected for the detected element depending on its spectral position or chemical shift. Therefore, the exchange rate k, the equilibrium constant K, the difference in horizon position and the difference in relaxation time, quadrupole coupling and spin-spin coupling can be interpreted to correspond to at least one temperature of the object. The most suitable method for sensing temperature according to the principles of the method of the invention is the exchange rate k method.

ある温度の存在である化合物の検出された元素
により放出されたラジオ波に対して種々なスペク
トルが得られそしてこのようなスペクトルは既知
の標準温度で得られたそれと対比させることがで
きることは理解されるであろう。このようにし
て、種々なスペクトルが検出可能な核のスペクト
ルに影響する温度の検知または測定の手段を提供
する。化学シフト、緩和時間、スピン−スピン結
合および四極子結合の測定は温度を代表するパラ
メーターを提供する。例えば、決定された交換速
度k、平衡定数K、および水平線位置における
差、ならびに緩和時間、スピン−スピン結合、お
よび四極子結合を、それぞれ、温度決定の手段と
してある対象から独立して既知の可変温度により
影響された化合物の元素に対し決定され確立され
た標準の交換速度k、平衡定数K、および水平線
の位置、緩和時間、スピン−スピン結合および四
極子結合と比較する。しかし、目盛定めの方法を
用いる場合には、対象物に関係なくある化合物の
元素に対して検出された信号が、その化合物の元
素に対する標準の交換速度k、平衡定数K、水平
線位置における差、緩和時間、スピン−スピン結
合および四極子結合を決定し確立するために、既
知温度によりかつ対象物における環境と類似の環
境で影響されるのがよいことを指摘しなければな
らない。別の技術においては、温度をここに挙げ
た計算されたパラメーターから直接決定できるよ
うに目盛定めできる。
It is understood that various spectra will be obtained for the radio waves emitted by the detected elements of a compound in the presence of a certain temperature, and that such spectra can be contrasted with those obtained at known standard temperatures. There will be. In this way, various spectra provide a means of temperature sensing or measurement that affects the spectra of detectable nuclei. Measurements of chemical shifts, relaxation times, spin-spin coupling and quadrupolar coupling provide parameters representative of temperature. For example, the determined exchange rate k, the equilibrium constant K, and the difference in horizon position, as well as the relaxation time, spin-spin coupling, and quadrupolar coupling, are each known variables independently of a subject as a means of temperature determination. Comparisons are made with standard exchange rates k, equilibrium constants K, and horizontal line positions, relaxation times, spin-spin coupling and quadrupolar coupling determined and established for the elements of the compound as influenced by temperature. However, when using a calibration method, the signal detected for an element in a compound regardless of the object is determined by the standard exchange rate k for that compound element, the equilibrium constant K, the difference in horizontal line position, It must be pointed out that in order to determine and establish the relaxation times, spin-spin coupling and quadrupole coupling, it is good to be influenced by a known temperature and in an environment similar to that in the object. In another technique, the temperature can be calibrated to be determined directly from the calculated parameters listed herein.

更に、生体内での対象物あるいは動物における
熱マツプを、化学シフト、緩和時間、例えばT1
については反転回復からそしてT2についてはス
ピン−エコーから導かれたT1またはT2、スピン
−スピン結合および四極子結合から、一次元、二
次元、または三次元像として得ることができる。
無生物ならびに生物の固体および液体の測定およ
び映像化も本発明の原理に従つて行なうことがで
きる。固体という語は、固体および半固体、例え
ば植物、組織などにおけるゲルおよび生物学的固
体を指す。
Furthermore, the thermal map of an in-vivo object or animal can be determined by chemical shift, relaxation time, e.g. T 1
T 1 or T 2 derived from inversion recovery for T 2 and from spin-echo, spin-spin coupling and quadrupolar coupling can be obtained as one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional images.
Measurement and imaging of inanimate and living solids and liquids can also be performed in accordance with the principles of the present invention. The term solid refers to solids and semi-solids, such as gels and biological solids in plants, tissues, etc.

本発明によるもう一つの面においては、温度を
間接的に検知する手段として、対象物あるいは動
物中で検出するのに現在最もよい元素はフツ素で
ある。背景として述べたように、フツ素はNMR
技術に対し他に類をみない程適しているが、それ
はフツ素が、スピン1/2を有し、比較的複雑でな
いよく分解されたせまいスペクトル線を与え、天
然同位体存在比100パーセント、大きい化学シフ
ト、プロトンと類似した磁気回転定をもち(従つ
て同じ装置を使用できる)、通常のNMR技術に
より観測できる形での天然の生物学的存在量が比
較低いためである。本発明の教示に従うために
は、NMR技術によりフツ素を検出できる程十分
な量のフツ素を含む化合物を対象物または動物中
に導入しなければならない。導入するというの
は、吸入、注射、経口導入あるいは他の適当な手
段による化合物の投与に関してここでは引用する
ものとする。更にまた、このようなフツ素化合物
は、対象物あるいは動物と化学的に融和し、対象
物中に適当に導入できる組成物の形成に対して物
理的に融和しなければならず、そして化学シフト
あるいはスペクトルシフトを正確に測定できるよ
うに容易に見分けられるはつきりしたNMR信号
を与えなければならない。過フツ素化炭化水素お
よびその誘導体が、本発明の原理に従つた応用に
理想的にかなうことが判つた。ここに発表された
化合物に関して言えば、これらはそれをとりまく
環境と混和あるいは反応しないという意味でこれ
らをとりまく環境と比較的融和せず、従つて、信
頼できるように温度と対応した化学シフトを与え
るであろう。これら化合物にとつてもう一つの利
点は、これらが、対象物あるいは動物における少
なくとも一つの温度により影響されるこれら化合
物の異性体から導かれる化学シフトを容易に測定
できるようにするはつきりした容易に見分けられ
る信号を与えるに違いないことである。本発明の
教示に従つて使用できる特に適当な過フツ化炭化
水素またはその誘導体はペルフルオロ環状炭化水
素あるいは人工血液に使用されるもののようなそ
の乳濁液である。それにもかかわらず、米国特許
第3911138号および第4105798号明細書に定義され
た疎RES特性を示すどの過フツ素化炭化水素あ
るいはその誘導体も本発明方法に使用できる。こ
のような化合物には、ペルフルオロ(メチルシク
ロヘキサン)、ペルフルオロ−1−メチルデカリ
ン〔ペルフルオロ(デカヒドロ−a−メチルナフ
タレン)としても知られる〕、ペルフルオロ(1,
3−ジメチルシクロヘキサン)、ペルフルオロ
(デカヒドロナフタレン)、およびペルフルオロ
(デカヒドロジメチルナフタレン)、あるいはその
混合物、過フツ素化ビシクロノナン、過フツ素化
ビシクロオクタン、過フツ素化アダマンタン、ペ
ルフルオロメチルアダマンタンおよびペルフルオ
ロジメチルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、ペルフル
オロジメチルアダマンタンおよびペルフルオロト
リメチルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオ
ロテトラヒドロジシクロペンタジエン、過フツ素
化ビシクロノナン、過フツ素化ビシクロオクタ
ン、過フツ素化アダマンタン、ペルフルオロメチ
ルアダマンタンおよびペルフルオロジメチルビシ
クロ〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロジメチルア
ダマンタン、およびペルフルオロトリメチルビシ
クロ〔3.3.1〕ノナン、およびペルフルオロテト
ラヒドロジシクロペンタジエンおよびペルフルオ
ロビシクロ〔5.3.1〕デカン、およびペルフルオ
ロトリブチルアミン(FC47)、ペルフルオロデカ
リン(PP5)、ペルフルオロテトラヒドロフラン
(FC80)、ペルフルオロエーテル(PID)
〔(CF32CFOCF2(CF22CF2OCF(CF32〕、ペル
フルオロエーテル(PD)〔(CF32CFOCF2
(CF26CF2OCF(CF32〕、ペルフルオロポリマー
(E3) ペルフルオロポリマー(E4) 〔(CF3CHF(OCF2CF)3OCF2CF2CF3〕、ペルフ
ルオロエーテルポリマー(フオムブリンY/01)、
ペルフルオロドデカン、ペルフルオロビシクロ
〔4.3.0〕ノナン、ペルフルオロトリメチルシクロ
ヘキサン、ペルフルオロイソプロピルシクロヘキ
サン、ペルフルオロエンドテトラヒドロジシクロ
ペンタジエン、ペルフルオロビシクロ〔5.3.0〕
デカン、ペルフルオロテトラメチルシクロヘキサ
ン、ペルフルオロ−1−メチル−4−イソプロピ
ルシクロヘキサン、ペルフルオロ−n−ブチルシ
クロヘキサン、ペルフルオロジメチルビシクロ
〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロ−1−メチルアダ
マンタン、ペルフルオロ−1−メチル−4−t−
ブチルシクロヘキサン、ペルフルオロデカヒドロ
アセナフチレン、ペルフルオロトリメチルビシク
ロ〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロ−n−ウンデ
カン、ペルフルオロテトラデカヒドロフエナント
レン、ペルフルオロ−1,3,5,7−テトラメ
チルアダマンタン、ペルフルオロドデカヒドロフ
ルオレン、ペルフルオロ−1,3−ジメチルアダ
マンタン、ペルフルオロ−n−オクチルシクロヘ
キサン、ペルフルオロ−7−メチルビシクロ
〔4.3.0〕ノナン、ペルフルオロ−p−ジイソプロ
ピルシクロヘキサン、およびペルフルオロ−m−
ジイソプロピルシクロヘキサン、およびペルフル
オロ環状炭化水素、例えば、ペルフルオロ(メチ
ルシクロヘキサン)、ペルフルオロ(1,3−ジ
メチルシクロヘキサン)、ペルフルオロ(デカヒ
ドロナフタレン)、ペルフルオロ(デカヒドロ−
1−メチルナフタレン)、およびペルフルオロ
(デカヒドロジメチルナフタレン)、またはその混
合物、過フツ素化ビシクロノナン、過フツ素化ビ
シクロオクタン、過フツ素化アダマンタン炭化水
素、ペルフルオロメチルアダマンタンおよびペル
フルオロジメチルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、ペ
ルフルオロジメチルアダマンタンおよびペルフル
オロトリメチルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、ペル
フルオロテトラヒドロジシクロペンタジエンおよ
びペルフルオロビシクロ〔5.3.0〕デカン、ペル
フルオロテトラヒドロジシクロペンタジエン、過
フツ素化ビシクロノナン、過フツ素化ビシクロオ
クタン、過フツ素化アダマンタン、ペルフルオロ
メチルアダマンタンおよびペルフルオロトリメチ
ルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、およびペルフルオ
ロテトラヒドロジシクロペンタジエンおよびペル
フルオロビシクロ〔5.3.0〕デカンが含まれる。
In another aspect of the invention, fluorine is currently the best element to detect in objects or animals as a means of indirectly sensing temperature. As mentioned in the background, fluorine is NMR
It is uniquely suited to the technology because fluorine has a spin of 1/2, gives relatively uncomplicated, well-resolved narrow spectral lines, has a natural isotope abundance of 100%, This is because they have a large chemical shift, a magnetic rotational constant similar to that of protons (thus allowing the same equipment to be used), and a relatively low natural biological abundance in a form that can be observed by conventional NMR techniques. To follow the teachings of the present invention, a sufficient amount of the fluorine-containing compound must be introduced into the subject or animal so that the fluorine can be detected by NMR techniques. Introducing herein refers to administration of a compound by inhalation, injection, oral introduction or other suitable means. Furthermore, such fluorine compounds must be chemically compatible with the object or animal, physically compatible with the formation of compositions that can be suitably introduced into the object, and have a chemical shift. Alternatively, it must provide a distinct NMR signal that is easily distinguishable so that spectral shifts can be measured accurately. Perfluorinated hydrocarbons and their derivatives have been found to be ideally suited for application in accordance with the principles of the present invention. Regarding the compounds presented here, they are relatively incompatible with their surrounding environment in the sense that they do not mix with or react with it, and therefore give chemical shifts that reliably correspond to temperature. Will. Another advantage of these compounds is that they allow for easy determination of chemical shifts derived from isomers of these compounds that are influenced by at least one temperature in the object or animal. It must give a distinguishable signal to the Particularly suitable perfluorinated hydrocarbons or derivatives thereof that can be used in accordance with the teachings of the present invention are perfluorocyclic hydrocarbons or emulsions thereof, such as those used in artificial blood. Nevertheless, any perfluorinated hydrocarbon or derivative thereof exhibiting sparse RES properties as defined in US Pat. Nos. 3,911,138 and 4,105,798 can be used in the process of the present invention. Such compounds include perfluoro(methylcyclohexane), perfluoro-1-methyldecalin [also known as perfluoro(decahydro-a-methylnaphthalene)], perfluoro(1,
3-dimethylcyclohexane), perfluoro(decahydronaphthalene), and perfluoro(decahydrodimethylnaphthalene), or mixtures thereof, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclooctane, perfluorinated adamantane, perfluoromethyladamantane, and perfluorinated adamantane. Dimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluorodimethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluorotetrahydrodicyclopentadiene, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclooctane, perfluorinated adamantane, perfluoromethyl Adamantane and perfluorodimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluorodimethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, and perfluorotetrahydrodicyclopentadiene and perfluorobicyclo[5.3.1]decane, and perfluorotributylamine (FC47) , perfluorodecalin (PP5), perfluorotetrahydrofuran (FC80), perfluoroether (PID)
[(CF 3 ) 2 CFOCF 2 (CF 2 ) 2 CF 2 OCF (CF 3 ) 2 ], perfluoroether (PD) [(CF 3 ) 2 CFOCF 2
(CF 2 ) 6 CF 2 OCF (CF 3 ) 2 ], perfluoropolymer (E3) Perfluoropolymer (E4) [(CF 3 CHF (OCF 2 CF) 3 OCF 2 CF 2 CF 3 ], Perfluoroether polymer (Fumbulin Y/01),
Perfluorododecane, perfluorobicyclo[4.3.0] nonane, perfluorotrimethylcyclohexane, perfluoroisopropylcyclohexane, perfluoroendotetrahydrodicyclopentadiene, perfluorobicyclo[5.3.0]
Decane, perfluorotetramethylcyclohexane, perfluoro-1-methyl-4-isopropylcyclohexane, perfluoro-n-butylcyclohexane, perfluorodimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluoro-1-methyladamantane, perfluoro-1-methyl-4- t-
Butylcyclohexane, perfluorodecahydroacenaphthylene, perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluoro-n-undecane, perfluorotetradecahydrophenanthrene, perfluoro-1,3,5,7-tetramethyladamantane, perfluorododeca Hydrofluorene, perfluoro-1,3-dimethyladamantane, perfluoro-n-octylcyclohexane, perfluoro-7-methylbicyclo[4.3.0]nonane, perfluoro-p-diisopropylcyclohexane, and perfluoro-m-
Diisopropylcyclohexane, and perfluorocyclic hydrocarbons, such as perfluoro(methylcyclohexane), perfluoro(1,3-dimethylcyclohexane), perfluoro(decahydronaphthalene), perfluoro(decahydro-
1-methylnaphthalene), and perfluoro(decahydrodimethylnaphthalene), or mixtures thereof, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclooctane, perfluorinated adamantane hydrocarbons, perfluoromethyladamantane and perfluorodimethylbicyclo [3.3. 1] Nonane, perfluorodimethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo [3.3.1] Nonane, perfluorotetrahydrodicyclopentadiene and perfluorobicyclo [5.3.0] Decane, perfluorotetrahydrodicyclopentadiene, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclo Included are octane, perfluorinated adamantane, perfluoromethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, and perfluorotetrahydrodicyclopentadiene and perfluorobicyclo[5.3.0]decane.

本記述および現在特に適した具体例によれば、
対象物の少なくとも一つの温度を検知するのにフ
ツ素以外の元素を選び得ることが明らかとなろ
う。例えば、現在のNMR技術に対する感度およ
び妥当性の必要条件に基づくと、これら特性を有
する他の元素、詳しくはアルミニウム−27、ホウ
素−11、炭素−13、塩素−35、塩素−37、重水
素、マグネシウム−25、窒素−14、窒素−15、酸
素−17、リン−31、白金−195、プロトン、ケイ
素−29およびナトリウム−23、および他の同様な
元素を使用できる。
According to this description and presently particularly suitable embodiments:
It will be clear that elements other than fluorine can be chosen to sense the temperature of at least one object. For example, based on the sensitivity and validity requirements for current NMR techniques, other elements with these properties, specifically aluminum-27, boron-11, carbon-13, chlorine-35, chlorine-37, deuterium , magnesium-25, nitrogen-14, nitrogen-15, oxygen-17, phosphorus-31, platinum-195, protons, silicon-29 and sodium-23, and other similar elements.

本発明のもう一つの面においては、ある対象物
または動物において、一つの温度または幾つかの
温度を検知できる。従つて、本発明は温度の変動
および分布の測定に使用できる。本発明のもう一
つの面においては、NMR技術の非侵襲的、非イ
オン化的そして非破壊的な特性のため、本発明に
係る新規方法は連続的に使用することができる。
更に、本発明方法で使用しようとする磁場は、鉄
芯、抵抗性空気芯、および超伝導空気芯磁石設計
によりつくり出すことができる。本発明の原理に
よれば、低分解能および高分解能NMRを使用で
きる。言うまでもなく分解能が増すにつれて、そ
のスペクトルは検出元素に対しよりよく分解され
輪郭がはつきりするようになるであろう。従つ
て、可能な場合には常に高分解能NMRを使用し
て化合物の元素を検出する。検査時に、スペクト
ルの重畳あるいは重なりは本発明の教示によれば
望ましくなく、そして例えばフツ素を検出すると
きは観察されないのが普通であろう。更にまた、
本発明方法は動物における熱的生理学的状態を測
定しかつモニターするのに、また対象物における
熱的状態を測定しかつモニターするのに使用でき
る。このような応用の基本的な利点は医学および
生物学団体に動物の診断を目的とする信頼すべき
分析の道具を提供することである。本法のもう一
つの有利な具体例は、それが動物または対象物の
温度分布に相当する動物または対象物の少なくと
も一つの領域において温度により影響された元素
に対する信号を検出するために用いられることで
ある。このようにして、動物または対象物の種々
な領域における生理学的な温度または温度状態を
決定できる。
In another aspect of the invention, one temperature or several temperatures can be detected in an object or animal. Therefore, the invention can be used to measure temperature fluctuations and distributions. In another aspect of the invention, due to the non-invasive, non-ionizing and non-destructive nature of NMR technology, the novel method according to the invention can be used continuously.
Furthermore, the magnetic fields to be used in the method of the present invention can be created by iron core, resistive air core, and superconducting air core magnet designs. According to the principles of the invention, low resolution and high resolution NMR can be used. Of course, as the resolution increases, the spectrum will become better resolved and more defined for the detected elements. Therefore, whenever possible, high-resolution NMR is used to detect elements in compounds. During inspection, spectral overlap or overlapping is undesirable according to the teachings of the present invention and will typically not be observed when detecting fluorine, for example. Furthermore,
The method of the invention can be used to measure and monitor thermal physiological conditions in animals and to measure and monitor thermal conditions in objects. The fundamental advantage of such an application is to provide the medical and biological community with a reliable analytical tool for animal diagnostic purposes. Another advantageous embodiment of the method is that it is used to detect a signal for temperature-affected elements in at least one region of an animal or object that corresponds to a temperature distribution of the animal or object. It is. In this way, physiological temperatures or temperature conditions in various regions of the animal or object can be determined.

本発明のもう一つの面においては、間接的に検
知された温度を、ある対象物における一つ以上の
領域において少なくとも一つの温度により影響さ
れる化合物の検出された元素から導かれる化学シ
フト、緩和時間、例えば反転回復T1、またはス
ピン−エコーT2、あるいはスピン−スピン結合
から再構成された一次元、二次元または三次元投
影に独特にかつ有利に映像化できる。この目的
は、本発明の幾つかの原理に従い、少なくとも一
つの温度により影響された対象物中の検出された
元素を空間的に定義することにより達成される。
例えば、ある対象物における検出信号は対象物中
の少なくとも一つの領域、あるいは少なくとも一
つの領域に沿つた多数の個々の部分に対するもの
かもしれない。更にまた、その領域はストリツプ
を構成するかもしれず、そしてその信号は各々が
対象物において少なくとも一つのストリツプに沿
つた多数の個々の部分に対して検出されうる。更
にまた、その領域は対象物における少なくとも一
つの実質的に平面状のスライス、あるいは一連の
平行した平面状スライスを表わしうる。もし少な
くとも一つのスライス内で空間的分布を望むなら
ば、信号は少なくとも一つのストリツプに対し
て、あるいはスライスに垂直な多数のストリツプ
に対して検出できる。ある対象物における温度に
より影響された元素の空間的分布を更に明確にす
るために、信号を各々がストリツプの少なくとも
一つそしてスライスの少なくとも一つに沿つた少
なくとも一つの部分に対して検出できる。更にま
た、領域はまた前記対象物において関心ある少な
くとも一つの区域中に母組織を構成しうる。空間
の分解能を定義する方法はよく知られており、一
つ以上は磁場勾配を用いて同様な元素が位置する
区域を区別する。温度により影響された元素の空
間分布を得るための教示のいずれかを、それらが
主旨から離れない限り本発明の原理と共に使用で
きる。空間の分布を得る例は、例えば米国特許第
4297637号、第4318043号および第4361807号明細
書に発表されている。温度により影響される元素
の空間分布が観測されたならば、その元素の化学
シフト、緩和時間、スピン−スピン結合および四
極子結合からNMR投影を再構成できる。このよ
うな方法はズーグマトグラフイー、NMRトモグ
ラフイー、表面コイル技術、および化学顕微鏡
〔ホール,エル.デイー.(Hall,L.D.)および
スクマー,エス(Sukumar,S.):Chemical
Microscopy using a High−Resolution
NMR Spectrometer.A Combination of
Tomography/Spectroscopy Using Either 1H
or 13C.50:161〜164(1982)に記述されている〕
を含む。このような方法のうち、ラウテルブール
(Lauterbur)等:Zeugmatographic High
Resolution Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy Images of Chemical
Inhomogeneity Within Macroscropic Objects.
J.American Chemical Society.97(23):6866〜
6868,11月12日、1975年、ブラウン(Brown)、
米国特許第4319190号明細書およびバール
(Burl)等、米国特許第4361807号明細書に記載
の方法が化学シフト再構成からの映像化に関して
特によく、ラウテルブールおよびブラウンにより
教示された方法が一層よい。しかし、本発明によ
り教示された方法と両立しうるどの映像化技術
も、例えば投影からの映像化、FONAR、センシ
テイブポイント映像法、フーリエ映像法、および
選択的照射による映像法も使用できる。既に述べ
たように、ある対象物あるいは動物における温度
は更にこのような応用できる技術により、対象物
内の温度により影響される検出元素から観察され
た緩和時間、なるべくはT1からの反転回復、ま
たはT2からのスピン−エコー、スピン−スピン
結合および四極子結合から映像化できる。本発明
の更に一つの面においては、ここの教示に従つて
無生物または生物の固体または液体における温度
を決定し映像化できる。
In another aspect of the invention, the indirectly sensed temperature is determined by a chemical shift, relaxation, derived from a detected element of a compound affected by at least one temperature in one or more regions of an object. It can be uniquely and advantageously imaged into one-, two-, or three-dimensional projections reconstructed from time, e.g., inversion recovery T 1 , or spin-echo T 2 , or spin-spin coupling. This objective is achieved in accordance with some principles of the present invention by spatially defining detected elements in an object influenced by at least one temperature.
For example, a detection signal in an object may be for at least one region in the object, or multiple individual portions along at least one region. Furthermore, the area may constitute a strip, and the signal may be detected for a number of individual portions, each along at least one strip in the object. Furthermore, the region may represent at least one substantially planar slice or a series of parallel planar slices in the object. If a spatial distribution within at least one slice is desired, the signal can be detected for at least one strip or for multiple strips perpendicular to the slice. To further clarify the spatial distribution of temperature-influenced elements in an object, signals can each be detected for at least one portion along at least one of the strips and at least one of the slices. Furthermore, the regions may also constitute host tissue in at least one area of interest in the object. Methods of defining spatial resolution are well known, and one or more use magnetic field gradients to distinguish areas where similar elements are located. Any of the teachings for obtaining temperature-influenced spatial distributions of elements can be used with the principles of the present invention as long as they do not depart from the subject matter. An example of obtaining a spatial distribution is, for example, U.S. Patent No.
No. 4297637, No. 4318043 and No. 4361807. Once the spatial distribution of an element as affected by temperature is observed, the NMR projection can be reconstructed from the element's chemical shift, relaxation time, spin-spin coupling, and quadrupolar coupling. Such methods include zoom tomography, NMR tomography, surface coil techniques, and chemical microscopy [Hall, L.; Day. (Hall, LD) and Sukumar, S.: Chemical
Microscopy using a High-Resolution
NMR Spectrometer.A Combination of
Tomography/Spectroscopy Using Either 1 H
or 13 C.50:161-164 (1982)]
including. Among these methods, Lauterbur et al.: Zeugmatographic High
Resolution Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy Images of Chemical
Inhomogeneity Within Macroscropic Objects.
J. American Chemical Society.97(23):6866~
6868, November 12, 1975, Brown
The methods described in US Pat. No. 4,319,190 and Burl et al., US Pat. No. 4,361,807 are particularly good for imaging from chemical shift reconstructions, and the methods taught by Lauterbourg and Brown are even better. However, any imaging technique compatible with the method taught by the present invention can be used, such as imaging from projection, FONAR, sensitive point imaging, Fourier imaging, and selective illumination imaging. As already mentioned, the temperature in a given object or animal can also be determined by such applicable techniques that the observed relaxation time from the detected element is affected by the temperature in the object, preferably a reversal recovery from T 1 , Alternatively, it can be imaged from spin-echo, spin-spin coupling, and quadrupole coupling from T2 . In yet another aspect of the present invention, temperatures in inanimate or living solids or liquids can be determined and imaged in accordance with the teachings herein.

例 少量の1,1,2,2−テトラフルオロシクロ
ヘキサンを約7500ガウスの磁場強度で動作する
NMR映像化分光計に導入する。温度を約−20℃
において0.5℃ずつ変化させ、各温度においてフ
ツ素−19NMRスペクトルをとり、各スペクトル
から、この化合物中のフツ素のアキシアルおよび
エクアトリル コンホーマー位置に相当するスペ
クトル線間の化学シフト差の値をHzで記録し、化
学シフトと相当する温度の目盛定め表を作成す
る。この化合物は、ロバーツ,ジエイ.デイ.
(Roberts,J.D.):Studies of Conformational
Equilibria and Equilibration by Nuclear
Magnetic Resonance Spectroscopy.Chem.
Britain2:529〜535,(1966)に記載のように、
この相互転換に対し約8.0kcalモル-1の活性化エ
ネルギーを有する。これら条件下で最大のスペク
トル分離は約500Hzである。約−20℃の付近にお
いて、この分離は約50Hz/℃だけ変化する。
Example: A small amount of 1,1,2,2-tetrafluorocyclohexane is operated at a magnetic field strength of approximately 7500 Gauss.
Introduce into NMR imaging spectrometer. Temperature about -20℃
Fluorine-19 NMR spectra were obtained at each temperature by changing the temperature by 0.5℃, and from each spectrum, the value of the chemical shift difference between the spectral lines corresponding to the axial and equatrile conformer positions of fluorine in this compound was determined in Hz. Record and create a scale table of chemical shifts and corresponding temperatures. This compound has been described by Roberts, J. Day.
(Roberts, JD): Studies of Conformational
Equilibria and Equilibration by Nuclear
Magnetic Resonance Spectroscopy.Chem.
As described in Britain 2:529-535, (1966),
It has an activation energy of approximately 8.0 kcal mol -1 for this interconversion. The maximum spectral separation under these conditions is approximately 500Hz. Around -20°C, this separation changes by about 50Hz/°C.

その後、化合物を温度をマツプにつくろうとす
る対象物中に導入する。対象物のフツ素化学シフ
ト像はブラウン、米国特許第4319190号明細書に
従い得られる。自動化したコンピユーター法を用
いて各体積要素に対するNMRスペクトルにおけ
るスペクトル分離を測定しそして較正表からの内
挿により温度を導くことによつて、画像の各体積
要素における温度値を計算する。
The compound is then introduced into the object whose temperature is to be mapped. A fluorine chemical shift image of the object is obtained according to Brown, US Pat. No. 4,319,190. Temperature values are calculated at each volume element of the image by measuring the spectral separation in the NMR spectrum for each volume element using an automated computer method and deriving the temperature by interpolation from a calibration table.

この方法は化学シフト映像法のそれ以上に測定
時間が加わらない。温度を導くために必要なコン
ピユーター処理時間は、二次元の映像再構成時間
と比較して小さく、三次元の場合には殆ど問題に
ならない。
This method does not add measurement time over that of chemical shift imaging methods. The computer processing time required to derive the temperature is small compared to the image reconstruction time in two dimensions, and is of little concern in the three-dimensional case.

もう一つの方法は較正線形に線形を合わせるこ
とであろうが、これは実質的にもつと多くのコン
ピユーター処理時間を要する筈である。ごく少数
の点での温度を測定しようとするのであれば実用
的であろう。
Another method would be to fit the line to the calibration line, but this would require a substantial amount of computer processing time. This may be practical if you are trying to measure temperature at a very small number of points.

上記の詳細な記述および特に適当な具体例から
考えて、本発明は、当然のことながら、本発明の
主旨および本質的特徴から離れることなく、ここ
で述べた方法以外の特殊な仕方で実施できるかも
しれない。それ故に、これら具体例はあらゆる点
で例示としてみなされるべきであつてこれに限定
しようとするものではない。特許請求の範囲の意
味および等価な範囲の内に入るすべての変更はそ
の中に包含されるものとする。
In view of the above detailed description and particularly suitable embodiments, it will be understood that the invention may be carried out in other specific ways than those herein described without departing from the spirit and essential characteristics thereof. Maybe. Therefore, these specific examples are to be regarded in all respects as illustrative and not as limiting. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are intended to be embraced therein.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 対象物の温度を測定する方法であつて、配座
異性体間の交換過程が温度に影響されるそのよう
な交換過程を受ける配座異性体であるところの少
なくとも2つの形態を有する化合物を含んでいる
対象物をNMR分光計にかけ、 化合物を、交換過程に影響を与える温度に曝露
し、そして 影響された交換過程を受ける化合物の中の元素
の核磁気共鳴から誘導されたラジオ周波信号を温
度測定として検出し処理する ことを特徴とする、前記方法。 2 対象物が動物である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 3 対象物が固体である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 4 対象物が液体である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 5 元素に対して検出された信号が化合物の配座
異性体を代表するスペクトル位置に一致する特許
請求の範囲第1項記載の方法。 6 温度を化合物の検出された元素から導かれる
緩和時間から決定する特許請求の範囲第1項記載
の方法。 7 温度を前記化合物の検出された元素から導か
れるスピン−スピン結合から決定する特許請求の
範囲第1項記載の方法。 8 温度を前記化合物の検出された元素から誘導
される四極子結合から決定する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 9 検出される元素がフツ素である特許請求の範
囲第1項記載の方法。 10 元素がアルミニウム、ホウ素、炭素、塩
素、マグネシウム、窒素、酸素、リン、白金、水
素、ケイ素、およびナトリウムからなる群から選
ばれる特許請求の範囲第1項記載の方法。 11 温度を組織内で検知する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 12 温度を血液内で検知する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 13 温度を連続的に検知する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 14 温度により影響される前記対象物における
元素に対して検出される信号を前記対象物におけ
る少なくとも一つの領域に対して決定する特許請
求の範囲第1項記載の方法。 15 少なくとも一つの決定された前記領域が前
記対象物における条片である特許請求の範囲第1
4項記載の方法。 16 対象物における温度状態をモニターしなが
ら測定する、特許請求の範囲第1項記載の方法。 17 スペクトルパターンが対象物の温度を表わ
している、特許請求の範囲第1項記載の方法。 18 対象物の中の少なくとも一つの温度を検出
する方法であつて、 前記対象物をNMR分光計にかけ、 前記対象物と組み合わされた少なくとも一つの
配座異性体を有する過フツ化炭化水素またはその
誘導体から誘導された、前記温度に影響されるフ
ツ素元素のスペクトルパターンにおけるラジオ周
波信号を検出し、そして 前記検出信号を、前記温度を検出する手段とし
て、変化する既知温度によつて影響される前記元
素について確立された標準NMRスペクトルパタ
ーンのそれと比較する ことを特徴とする、前記方法。 19 過フツ化炭化水素またはその誘導体を対象
物中に導入する特許請求の範囲第18項記載の方
法。 20 過フツ化炭化水素またはその誘導体を動物
中に導入する特許請求の範囲第18項記載の方
法。 21 過フツ化炭化水素またはその誘導体が疎
RES性である特許請求の範囲第18項記載の方
法。 22 過フツ化炭化水素またはその誘導体が水性
形にある特許請求の範囲第18項記載の方法。 23 過フツ化炭化水素またはその誘導体がペル
フルオロ(メチルシクロヘキサン)、ペルフルオ
ロ−1−メチルデカリン〔ペルフルオロ(デカヒ
ドロ−a−メチルナフタレン)としても知られ
る〕、ペルフルオロ(1,3−ジメチルシクロヘ
キサン)、ペルフルオロ(デカヒドロナフタレ
ン)、およびペルフルオロ(デカヒドロジメチル
ナフタレン)、またはその混合物、過フツ素化ビ
シクロノナン、過フツ素化ビシクロオクタン、過
フツ素化アダマンタン、ペルフルオロメチルアダ
マンタンおよびペルフルオロジメチルビシクロ
〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロジメチルアダマン
タンおよびペルフルオロトリメチルビシクロ
〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロテトラヒドロビシ
クロペンタジエン、過フツ素化ビシクロノナン、
過フツ素化ビシクロオクタン、過フツ素化アダマ
ンタン炭化水素、ペルフルオロメチルアダマンタ
ンおよびペルフルオロジメチルビシクロ〔3.3.1〕
ノナン、ペルフルオロジメチルアダマンタンおよ
びペルフルオロトリメチルビシクロ〔3.3.1〕ノ
ナン、およびペルフルオロテトラヒドロジシクロ
ペンタジエンおよびペルフルオロビシクロ
〔5.3.1〕デカン、およびペルフルオロトリブチル
アミン(FC47)、ペルフルオロデカリン(PP5)、
ペルフルオロテトラヒドロフラン(FC80)、ペル
フルオロエーテル(PID)〔(CF32CFOCF2
(CF22CF2OCF(CF32〕、ペルフルオロエーテル
(PIID)〔(CF32CFOCF2(CF26CF2OCF
(CF32〕、ペルフルオロ重合体(E3) ペルフルオロ重合体(E4)〔CF3CHF
(OCF2CF)3OCF2CF2CF3〕、ペルフルオロエーテ
ル重合体(フオムブリンY/01)、ペルフルオロ
ドデカン、ペルフルオロビシクロ〔4.3.0〕ノナ
ン、ペルフルオロトリメチルシクロヘキサン、ペ
ルフルオロイソプロピルシクロヘキサン、ペルフ
ルオロエンドテトラヒドロジシクロペンタジエ
ン、ペルフルオロビシクロ〔5.3.0〕デカン、ペ
ルフルオロテトラメチルシクロヘキサン、ペルフ
ルオロ−1−メチル−4−イソプロピルシクロヘ
キサン、ペルフルオロ−n−ブチルシクロヘキサ
ン、ペルフルオロジメチルビシクロ〔3.3.1〕ノ
ナン、ペルフルオロ−1−メチルアダマンタン、
ペルフルオロ−1−メチル−4−t−ブチルシク
ロヘキサン、ペルフルオロデカヒドロアセナフチ
レン、ペルフルオロトリメチルビシクロ〔3.3.1〕
ノナン、ペルフルオロ−n−ウンデカン、ペルフ
ルオロテトラデカヒドロフエナントレン、ペルフ
ルオロ−1,3,5,7−テトラメチルアダマン
タン、ペルフルオロドデカヒドロフルオレン、ペ
ルフルオロ−1,3−ジメチルアダマンタン、ペ
ルフルオロ−n−オクチルシクロヘキサン、ペル
フルオロ−7−メチルビシクロ〔4.3.0〕ノナン、
ペルフルオロ−p−ジイソプロピルシクロヘキサ
ン、およびペルフルオロ−m−ジイソプロピルシ
クロヘキサン、およびペルフルオロ環式炭化水
素、例えばペルフルオロ(メチルシクロヘキサ
ン)、ペルフルオロ(1,3−ジメチルシクロヘ
キサン)、ペルフルオロ(デカヒドロナフタレ
ン)、ペルフルオロ(デカヒドロ−1−メチルナ
フタレン)およびペルフルオロ(デカヒドロジメ
チルナフタレン)、またはその混合物、過フツ素
化ビシクロノナン、過フツ素化ビシクロオクタ
ン、過フツ素化アダマンタン炭化水素、ペルフル
オロメチルアダマンタンおよびペルフルオロジメ
チルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロジ
メチルアダマンタンおよびペルフルオロトリメチ
ルビシクロ〔3.3.1〕ノナン、ペルフルオロテト
ラヒドロジシクロペンタジエンおよびペルフルオ
ロビシクロ〔5.3.0〕デカン、ペルフルオロテト
ラヒドロジシクロペンタジエン、過フツ素化ビシ
クロノナン、過フツ素化ビシクロオクタン、過フ
ツ素化アダマンタン、ペルフルオロメチルアダマ
ンタンおよびペルフルオロトリメチルビシクロ
〔3.3.1〕ノナン、およびペルフルオロテトラヒド
ロジシクロペンタジエンおよびペルフルオロビシ
クロ〔5.3.0〕デカンからなる群から選ばれる特
許請求の範囲第18項記載の方法。 24 動物における熱的生理学的状態を測定する
方法であつて、配座異性体間の交換過程が温度に
影響されるそのような交換過程を受ける配座異性
体であるところの少なくとも2つの形態を有する
化合物を含んでいる動物をNMR分光計にかけ、 化合物を、交換過程に影響を与える温度に曝露
し、そして 影響された交換過程を受ける化合物の中の元素
の核磁気共鳴から誘導されたラジオ周波信号を温
度測定として検出し処理する ことを特徴とする、前記方法。 25 動物における熱的生理学的状態をモニター
しながら測定する、特許請求の範囲第24項記載
の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for measuring the temperature of an object, wherein the exchange process between conformers is at least two conformers that undergo such an exchange process that is influenced by temperature. subjecting an object containing a compound with one form to an NMR spectrometer, exposing the compound to a temperature that affects the exchange process, and deriving from the nuclear magnetic resonance of the elements in the compound undergoing the affected exchange process. 2. A method according to claim 1, characterized in that said radio frequency signal is detected and processed as a temperature measurement. 2. The method according to claim 1, wherein the object is an animal. 3. The method according to claim 1, wherein the object is a solid. 4. The method according to claim 1, wherein the object is a liquid. 5. The method of claim 1, wherein the detected signal for the element corresponds to a spectral position representative of a conformational isomer of the compound. 6. The method according to claim 1, wherein the temperature is determined from the relaxation time derived from the detected element of the compound. 7. The method of claim 1, wherein the temperature is determined from spin-spin coupling derived from detected elements of the compound. 8. The method of claim 1, wherein the temperature is determined from the quadrupole coupling derived from the detected element of the compound. 9. The method according to claim 1, wherein the element to be detected is fluorine. 10. The method of claim 1, wherein the element is selected from the group consisting of aluminum, boron, carbon, chlorine, magnesium, nitrogen, oxygen, phosphorus, platinum, hydrogen, silicon, and sodium. 11. The method according to claim 1, which detects temperature within a tissue. 12. The method according to claim 1, which detects temperature in blood. 13. The method according to claim 1, which continuously detects temperature. 14. The method of claim 1, wherein a signal detected for an element in the object that is influenced by temperature is determined for at least one region of the object. 15. Claim 1, wherein at least one of the determined regions is a strip in the object.
The method described in Section 4. 16. The method according to claim 1, wherein the temperature state of the object is measured while being monitored. 17. The method of claim 1, wherein the spectral pattern is indicative of the temperature of the object. 18 A method for detecting the temperature of at least one in an object, the method comprising: subjecting the object to an NMR spectrometer; detecting a radio frequency signal in the temperature-influenced spectral pattern of the fluorine element derived from a dielectric; Said method, characterized in that it is compared with that of a standard NMR spectral pattern established for said element. 19. The method according to claim 18, wherein a fluorinated hydrocarbon or a derivative thereof is introduced into an object. 20. The method according to claim 18, wherein a fluorinated hydrocarbon or a derivative thereof is introduced into an animal. 21 Perfluorinated hydrocarbons or their derivatives are
19. The method according to claim 18, which is RES property. 22. The method of claim 18, wherein the fluorinated hydrocarbon or derivative thereof is in aqueous form. 23 Perfluorinated hydrocarbons or their derivatives are perfluoro(methylcyclohexane), perfluoro-1-methyldecalin [also known as perfluoro(decahydro-a-methylnaphthalene)], perfluoro(1,3-dimethylcyclohexane), perfluoro( decahydronaphthalene), and perfluoro(decahydrodimethylnaphthalene), or mixtures thereof, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclooctane, perfluorinated adamantane, perfluoromethyladamantane and perfluorodimethylbicyclo[3.3.1]nonane , perfluorodimethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluorotetrahydrobicyclopentadiene, perfluorinated bicyclononane,
Perfluorinated bicyclooctane, perfluorinated adamantane hydrocarbon, perfluoromethyladamantane and perfluorodimethylbicyclo [3.3.1]
nonane, perfluorodimethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, and perfluorotetrahydrodicyclopentadiene and perfluorobicyclo[5.3.1]decane, and perfluorotributylamine (FC47), perfluorodecalin (PP5),
Perfluorotetrahydrofuran (FC80), perfluoroether (PID) [(CF 3 ) 2 CFOCF 2
(CF 2 ) 2 CF 2 OCF (CF 3 ) 2 ], perfluoroether (PIID) [(CF 3 ) 2 CFOCF 2 (CF 2 ) 6 CF 2 OCF
(CF 3 ) 2 ], perfluoropolymer (E3) Perfluoropolymer (E4) [CF 3 CHF
(OCF 2 CF) 3 OCF 2 CF 2 CF 3 ], perfluoroether polymer (Fumbulin Y/01), perfluorododecane, perfluorobicyclo[4.3.0]nonane, perfluorotrimethylcyclohexane, perfluoroisopropylcyclohexane, perfluoroendotetrahydrodicyclo Pentadiene, perfluorobicyclo[5.3.0]decane, perfluorotetramethylcyclohexane, perfluoro-1-methyl-4-isopropylcyclohexane, perfluoro-n-butylcyclohexane, perfluorodimethylbicyclo[3.3.1]nonane, perfluoro-1-methyladamantane ,
Perfluoro-1-methyl-4-t-butylcyclohexane, perfluorodecahydroacenaphthylene, perfluorotrimethylbicyclo [3.3.1]
Nonane, perfluoro-n-undecane, perfluorotetradecahydrophenanthrene, perfluoro-1,3,5,7-tetramethyladamantane, perfluorododecahydrofluorene, perfluoro-1,3-dimethyladamantane, perfluoro-n-octylcyclohexane , perfluoro-7-methylbicyclo[4.3.0]nonane,
Perfluoro-p-diisopropylcyclohexane, and perfluoro-m-diisopropylcyclohexane, and perfluorocyclic hydrocarbons, such as perfluoro(methylcyclohexane), perfluoro(1,3-dimethylcyclohexane), perfluoro(decahydronaphthalene), perfluoro(decahydro- 1-methylnaphthalene) and perfluoro(decahydrodimethylnaphthalene), or mixtures thereof, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclooctane, perfluorinated adamantane hydrocarbons, perfluoromethyladamantane and perfluorodimethylbicyclo [3.3.1 ] Nonane, perfluorodimethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo [3.3.1] Nonane, perfluorotetrahydrodicyclopentadiene and perfluorobicyclo [5.3.0] Decane, perfluorotetrahydrodicyclopentadiene, perfluorinated bicyclononane, perfluorinated bicyclooctane , perfluorinated adamantane, perfluoromethyladamantane and perfluorotrimethylbicyclo[3.3.1]nonane, and perfluorotetrahydrodicyclopentadiene and perfluorobicyclo[5.3.0]decane. the method of. 24. A method for measuring a thermal physiological state in an animal, the method comprising: determining at least two forms of conformers in which the exchange process between the conformers is subject to such an exchange process that is influenced by temperature; subjecting an animal containing a compound to an NMR spectrometer, exposing the compound to a temperature that affects the exchange process, and subjecting the compound to a radio frequency derived from the nuclear magnetic resonance of an element in the compound undergoing the affected exchange process. Said method, characterized in that the signal is detected and processed as a temperature measurement. 25. The method according to claim 24, wherein the thermal physiological state in the animal is measured while being monitored.
JP59040283A 1983-03-07 1984-03-02 Method of detecting and picture-changing temperature of object by nuclear magnetic resonance Granted JPS59196431A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US472675 1983-03-07
US06/472,675 US4558279A (en) 1983-03-07 1983-03-07 Methods for detecting and imaging a temperature of an object by nuclear magnetic resonance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59196431A JPS59196431A (en) 1984-11-07
JPH0443224B2 true JPH0443224B2 (en) 1992-07-15

Family

ID=23876487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59040283A Granted JPS59196431A (en) 1983-03-07 1984-03-02 Method of detecting and picture-changing temperature of object by nuclear magnetic resonance

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4558279A (en)
EP (1) EP0122000B1 (en)
JP (1) JPS59196431A (en)
AU (1) AU562642B2 (en)
CA (1) CA1211791A (en)
DE (1) DE3482721D1 (en)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8415078D0 (en) * 1984-06-13 1984-07-18 Picker Int Ltd Nuclear magnetic resonance imaging
US4629988A (en) * 1984-07-02 1986-12-16 General Electric Company Method of imaging by depth-resolved surface coil spectroscopy
US4689563A (en) * 1985-06-10 1987-08-25 General Electric Company High-field nuclear magnetic resonance imaging/spectroscopy system
US4838274A (en) * 1987-09-18 1989-06-13 Air Products And Chemicals, Inc. Perfluoro-crown ethers in fluorine magnetic resonance imaging
IL86470A (en) * 1988-05-23 1994-11-28 E M T Electro Magnetic Technol Remote temperature monitoring apparatus and technique
GB8819754D0 (en) * 1988-08-19 1988-09-21 Nycomed As Apparatus & method
US4914608A (en) * 1988-08-19 1990-04-03 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services In-vivo method for determining and imaging temperature of an object/subject from diffusion coefficients obtained by nuclear magnetic resonance
US5234680A (en) * 1989-07-31 1993-08-10 Johns Hopkins Univ. Perfluoro-t-butyl-containing compounds for use in fluorine-19 NMR and/or MRI
US5116599A (en) * 1989-07-31 1992-05-26 Johns Hopkins Univ. Perfluoro-t-butyl-containing compounds for use in fluorine-19 nmr and/or mri
EP0455836A4 (en) * 1989-11-24 1992-03-04 Toshiyuki Arai Nuclear magnetic resonance agent, detection thereof, and tomography using said agent
US5236694A (en) * 1990-02-21 1993-08-17 The Board Of Regents, The University Of Texas System 19f labelled dextrans and antibodies as nmr imaging and spectroscopy agents
GB9106789D0 (en) * 1991-04-02 1991-05-22 Nat Res Dev Nqr methods and apparatus
GB2255830B (en) * 1991-04-02 1995-03-08 British Tech Group Method of and apparatus for NQR testing
GB9112290D0 (en) * 1991-06-07 1991-07-24 Nat Res Dev Methods and apparatus for nqr imaging
US5318770A (en) * 1991-10-25 1994-06-07 Mallinckrodt Medical, Inc. Trifluoromethyl analogs of X-ray contrast media for magnetic resonance imaging
JP3160351B2 (en) * 1992-03-13 2001-04-25 株式会社東芝 Magnetic resonance diagnostic equipment
JPH06181890A (en) * 1992-10-06 1994-07-05 Terumo Corp Mri opaque substance
US5433717A (en) * 1993-03-23 1995-07-18 The Regents Of The University Of California Magnetic resonance imaging assisted cryosurgery
US5401493A (en) * 1993-03-26 1995-03-28 Molecular Biosystems, Inc. Perfluoro-1H,-1H-neopentyl containing contrast agents and method to use same
DE4318369C1 (en) * 1993-05-28 1995-02-09 Schering Ag Use of macrocyclic metal complexes as temperature probes
US5433196A (en) * 1993-06-02 1995-07-18 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Oxygen-17 NMR spectroscopy and imaging in the human
IT1265440B1 (en) * 1993-12-24 1996-11-22 Bracco Spa PARAMAGNETIC DIAGNOSTIC FORMULATIONS AND METHOD OF USE OF THEM
US5602477A (en) * 1995-02-06 1997-02-11 The Regents Of The University Of California Nuclear magnetic resonance freezing sensor
US5668734A (en) * 1995-04-10 1997-09-16 The Uab Research Foundation Method for analyzing 2D transferred noesy spectra of molecules undergoing multistate conformational exchange
US5753207A (en) * 1995-08-21 1998-05-19 Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. Use of paramagnetic compounds to measure temperature and pH in vivo
JP3586047B2 (en) * 1995-09-13 2004-11-10 株式会社東芝 Magnetic resonance diagnostic equipment
US5730134A (en) * 1996-09-09 1998-03-24 General Electric Company System to monitor temperature near an invasive device during magnetic resonance procedures
JPH11225991A (en) 1998-02-19 1999-08-24 Toshiba Corp Body temperature monitoring device and body temperature monitoring method
US6032068A (en) * 1998-02-19 2000-02-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Non-invasive measurement of frozen tissue temperature using MRI signal
DE19816917A1 (en) * 1998-04-16 1999-10-28 Siemens Ag Process for spatially resolved temperature monitoring, suspension of ferromagnetic microparticles and use of this suspension
US6963769B1 (en) 1999-04-21 2005-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services Method for enhancing contrast produced by MRI
US6377834B1 (en) * 1999-05-19 2002-04-23 Wisconsin Alumni Research Foundation Real time in vivo measurement of temperature changes with contrast enhanced NMR imaging
US6270463B1 (en) 1999-11-23 2001-08-07 Medrad, Inc. System and method for measuring temperature in a strong electromagnetic field
GB0009353D0 (en) * 2000-04-14 2000-05-31 Nycomed Imaging As Method
US20020073441A1 (en) 2000-12-13 2002-06-13 Ross Brian D. Compositions and methods for detecting proteolytic activity
US7542793B2 (en) * 2002-08-22 2009-06-02 Mayo Foundation For Medical Education And Research MR-guided breast tumor ablation and temperature imaging system
WO2004106947A2 (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Johns Hopkins University Steady state free precession based magnetic resonance
US7246939B1 (en) * 2003-10-23 2007-07-24 Gultekin David H Measurement of thermal diffusivity, thermal conductivity, specific heat, specific absorption rate, thermal power, heat transfer coefficient, heat of reaction and membrane permeability by nuclear magnetic resonance
CA2550900A1 (en) 2003-12-23 2005-07-07 Mount Sinai Hospital Methods for detecting markers associated with endometrial disease or phase
GB2409724A (en) * 2003-12-30 2005-07-06 Adphil Ltd NMR Leak Test
CA2560544C (en) 2004-01-16 2015-05-19 Carnegie Mellon University Cellular labeling for nuclear magnetic resonance techniques
DE102005005704B4 (en) 2005-02-03 2010-08-12 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Use of particles for the determination of the local temperature in organic and non-organic bodies
US20070196282A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Medical diagnostic ultrasound with temperature-dependent contrast agents
WO2007120911A2 (en) * 2006-04-14 2007-10-25 Carnegie Mellon University Cellular labeling and quantification for nuclear magnetic resonance techniques
WO2008054509A2 (en) * 2006-04-14 2008-05-08 Celsense, Inc. Methods for assessing cell labeling
CA2693678C (en) * 2007-07-10 2017-02-14 Carnegie Mellon University Compositions and methods for producing cellular labels for nuclear magnetic resonance techniques
CA2618163A1 (en) 2008-02-07 2009-08-07 K. W. Michael Siu Head and neck cancer biomarkers
US20110110863A1 (en) * 2008-05-02 2011-05-12 Celsense, Inc. Compositions and methods for producing emulsions for nuclear magnetic resonance techniques and other applications
US9289154B2 (en) 2009-08-19 2016-03-22 Insightec Ltd. Techniques for temperature measurement and corrections in long-term magnetic resonance thermometry
US8368401B2 (en) 2009-11-10 2013-02-05 Insightec Ltd. Techniques for correcting measurement artifacts in magnetic resonance thermometry
WO2011090990A2 (en) * 2010-01-19 2011-07-28 Insightec Ltd. Hybrid referenceless and multibaseline prf-shift magnetic resonance thermometry
WO2015081210A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 New York University System and method for providing magnetic resonance temperature measurement for radiative heating applications
CN111735525B (en) * 2020-05-28 2023-03-31 哈尔滨工程大学 DEMON spectral feature extraction method suitable for unmanned sonar
CN119223825B (en) * 2024-11-21 2026-02-17 武汉纺织大学 Magnetic nanoparticle mass concentration measurement method based on nuclear magnetic resonance spectrum chemical shift

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4297637A (en) * 1978-07-20 1981-10-27 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for mapping lines of nuclear density within an object using nuclear magnetic resonance
US4318043A (en) * 1978-07-20 1982-03-02 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for rapid NMR imaging of nuclear densities within an object
US4442404A (en) * 1978-12-19 1984-04-10 Bergmann Wilfried H Method and means for the noninvasive, local, in-vivo examination of endogeneous tissue, organs, bones, nerves and circulating blood on account of spin-echo techniques
US4361807A (en) * 1979-08-10 1982-11-30 Picker International Limited Nuclear magnetic resonance systems
US4319190A (en) * 1980-03-06 1982-03-09 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Nuclear magnetic resonance imaging in space and frequency coordinates
DE3219832A1 (en) * 1982-05-26 1983-12-01 Bruker Medizintechnik Gmbh, 7512 Rheinstetten METHOD FOR NON-INVASIVELY DETERMINING MEASURED VALUES WITHIN A LIVING BODY
US4554925A (en) * 1982-07-07 1985-11-26 Picker International, Ltd. Nuclear magnetic resonance imaging method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANALYTICAL CHEMISTRY=1978 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0122000B1 (en) 1990-07-18
DE3482721D1 (en) 1990-08-23
JPS59196431A (en) 1984-11-07
AU2504284A (en) 1984-09-13
EP0122000A3 (en) 1986-03-19
EP0122000A2 (en) 1984-10-17
CA1211791A (en) 1986-09-23
US4558279A (en) 1985-12-10
AU562642B2 (en) 1987-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0122000B1 (en) Method of detecting temperature in an object
EP0118281B1 (en) Improvements in and relating to a method of detecting a certain gas in an animal
US4775522A (en) NMR compositions for indirectly detecting a dissolved gas in an animal
US4914608A (en) In-vivo method for determining and imaging temperature of an object/subject from diffusion coefficients obtained by nuclear magnetic resonance
Eaton et al. EPR imaging and in vivo EPR
Grover et al. Magnetic resonance imaging: principles and techniques: lessons for clinicians
Bomsdorf et al. Spectroscopy and imaging with a 4 Tesla whole‐body MR system
US9772388B2 (en) Method and system for quantifying hepatic fat in humans
JP5123180B2 (en) Noninvasive MRI measurement method for tissue glycogen
Zuo et al. TmDOTP5−: A substance for NMR temperature measurements in vivo
Kovanlikaya et al. Fat quantification using three-point dixon technique: in vitro validation1
Gatidis et al. Development of an MRI phantom for diffusion‐weighted imaging with independent adjustment of apparent diffusion coefficient values and T2 relaxation times
JP2009502244A5 (en)
Knüttel et al. Temperature measurements by nuclear magnetic resonance and its possible use as a means of in vivo noninvasive temperature measurement and for hyperthermia treatment assessment
Cutillo et al. Determination of lung water content and distribution by nuclear magnetic resonance imaging
Jenista et al. Application of mixed spin iMQCs for temperature and chemical-selective imaging
Porter et al. Magnetic resonance spectroscopy in vivo
Mason Biomedical NMR
PRICHARD et al. Brain pH Measurement by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
Stewart Quantitative NMR imaging and its applications in vivo
Pomeroy The feasibility of functional MRI of the brain at low field
Hinshaw et al. Current Progress and Future Prospects in NMR Imaging
Madden et al. Radial diffusion coefficient mapping
Gajdošík et al. Hippocampal Single-Voxel MR Spectroscopy with Long Echo Time at 3 Tesla
Luck The role of magnetic field gradients in nuclear magnetic resonance